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A nova versão do software Simcenter FLOEFD 2606 já está disponível em todas as suas variantes CFD integradas ao CAD, bem como na variante integrada ao Simcenter 3D. Esta versão traz melhorias específicas para a análise de resfriamento de componentes eletrônicos. Isso inclui aprimoramentos na biblioteca para facilitar a reutilização de componentes validados, modelagem eficiente de fontes de alimentação em um chip para identificar pontos críticos em encapsulamentos de circuitos integrados em modelos de sistema, melhorias na modelagem térmica de PCBs computacionalmente eficiente, automação da importação de dados EDA e muito mais. Leia abaixo para explorar cada novo recurso organizado pelos pilares do Simcenter FLOEFD. Smart Die – modelagem de milhares de fontes de energia Para identificar pontos críticos localizados quando encapsulamentos de circuitos integrados são incorporados a um sistema, é vantajoso modelar a distribuição de energia no chip do encapsulamento. No Simcenter FLOEFD 2606, o Smart Die foi introduzido para modelar centenas ou milhares de fontes de energia em um chip semicondutor encapsulado de maneira computacionalmente eficiente, adequada para esse nível de análise. Isso significa que os engenheiros podem levar em consideração complexidades como influências espaciais na distribuição de energia, fontes sobrepostas, variações transitórias no tempo e dependências térmicas. É possível detectar pontos críticos causados ​​por fuga de corrente que as abordagens de modelagem uniforme do chip não conseguem representar. Como as fontes de energia são definidas usando o Smart Die? O chip é subdividido em múltiplos polígonos com características de energia distintas. Os polígonos são definidos por um arquivo CSV importado e atribuídos a um corpo especificado como chip. Você pode importar o layout de energia com modelos de fuga atribuídos. Uma malha voxelizada resolve o chip. Isso significa que você pode importar centenas de polígonos sobrepostos com energia dinâmica e de fuga atribuídas para representar uma distribuição de energia complexa. Você pode importar a geometria dos polígonos a partir de um arquivo CSV usando a caixa de diálogo de polígonos. Vários formatos são suportados e o tipo é detectado automaticamente. Os tipos incluem: Tabela de definição de geometria (nome, nverts, vert1, vert2, …) Tabela de polígonos do Simcenter FLOEFD com definição completa (Nome, Polígonos, Potência Dinâmica, Fator de Redução de Potência, Modelo de Vazamento, Potência de Vazamento em T0, Prioridade, Objetivo) Fontes discretas do Flotherm (nome, X1, X2, Y1, Y2, P) Fontes de Cobertura Total do Simcenter Flotherm (grade uniforme com valores de potência). Você pode explorar esses tipos ao atualizar para a versão mais recente. Abaixo estão dois vídeos que mostram o uso do novo recurso Smart Die. Vídeo: Visão geral do Smart Die Vídeo: Importando dados do Simcenter Flotherm para o Simcenter FLOEFD Smart Die Essa nova abordagem Smart Die permite a importação de fontes de potência de dissipação não uniforme do software Simcenter Flotherm para o Simcenter FLOEFD 2606. (O Simcenter Flotherm habilitou essa exportação para CSV desde a versão 2604, por meio do componente Die Smartpart). PCB inteligente: análise térmica baseada em malha FEM Esta versão traz melhorias para o recurso Smart PCB, popular e computacionalmente eficiente, por meio da introdução da análise térmica baseada em malha FEM e opções expandidas de visualização de resultados. A nova abordagem de modelagem térmica baseada em malha prismática FEM reduz o uso de memória e aumenta a velocidade na modelagem de placas multicamadas de alta densidade com roteamento de cobre complexo. Na pós-produção, a visualização dos resultados usando essa nova abordagem de modelagem de PCB inteligente permite que os usuários obtenham informações mais claras sobre as variações de temperatura interna da placa e visualizem com mais facilidade os gráficos de fluxo de calor para localizar gargalos térmicos. Demonstração em vídeo: análise térmica baseada em malha FEM para PCBs inteligentes Assista a este breve vídeo de menos de 2 minutos que mostra as novas configurações que você pode usar para a modelagem térmica baseada em malha FEM do Smart PCB e exemplos de visualização de resultados. Melhorias na biblioteca do Simcenter FLOEFD 2606 O fluxo de trabalho de análise térmica de PCBs se beneficia de bibliotecas de componentes existentes devido à complexidade da maioria das aplicações em placas, que possuem centenas ou milhares de componentes montados nelas. Ecossistema da biblioteca e navegador Agora você pode criar bibliotecas de componentes ou modelos personalizados e reutilizá-los instantaneamente em diversos projetos. Bibliotecas de elementos validados e reutilizáveis ​​ajudam você a montar e configurar modelos muito mais rapidamente. Como isso também minimiza erros entre modelos, para equipes de engenharia, oferece a oportunidade de garantir padrões consistentes para grupos de usuários que utilizam bibliotecas. Biblioteca: editar parâmetro de recursos do componente Os parâmetros das funcionalidades pertencentes aos subcomponentes agora podem ser editados diretamente na montagem de nível superior. Cada instância do componente também pode ser modificada independentemente. Biblioteca: Configurações de malha local baseadas no tamanho absoluto da célula Agora é possível definir o refinamento da malha usando o tamanho absoluto da célula nos componentes da biblioteca. Isso permite configurações de malha locais para itens da biblioteca, independentes das configurações de malha de nível superior do projeto. Isso significa que a decisão de malha do autor da biblioteca é transferida com os elementos da biblioteca, sem a necessidade de ajustes manuais ao reutilizá-los. Vídeo demonstrativo: Melhorias na biblioteca do Simcenter FLOEFD 2606 Atualizações do Component Explorer no Simcenter FLOEFD 2606 a) Explorador de Componentes: Montagem de Rede e Placa de Circuito Impresso Inteligente Novas colunas foram introduzidas para exibir os valores de potência atribuídos por meio dos recursos de Montagem de Rede e PCB Inteligente. Os usuários podem revisar a potência no nível de cada componente individual ou avaliar o orçamento de potência total. b) Explorador de Componentes: coluna de temperatura mínima Uma nova coluna exibe a temperatura mínima para cada componente, complementando os valores máximo e médio existentes e permitindo uma melhor análise dos gradientes de temperatura. O carregamento do explorador de componentes, à medida que o modelo se torna extremamente complexo e com um grande número de componentes, foi acelerado por meio de uma refatoração do código. Mesmo para modelos muito grandes, agora é possível acessar os recursos dos componentes imediatamente na visualização em tabela. Definição de prioridades de materiais: Agora é possível editar os valores de prioridade dos materiais diretamente na tabela, eliminando cliques e etapas manuais significativas. Automação da ponte EDA – operação sem monitor A automação de tarefas de simulação aumenta significativamente a produtividade em projetos de análise térmica para equipes de engenharia. Um avanço significativo foi alcançado em direção à importação e ao processamento automatizados e totalmente independentes de dados EDA para análise térmica de PCBs, por meio de melhorias no EDA Bridge, utilizado em conjunto com os recursos da API FLOEFD do Simcenter. A capacidade de automatizar a operação do EDA Bridge permite que as equipes implementem fluxos de trabalho avançados de otimização térmica entre domínios, integrando simulação e fluxos de projeto ECAD-MCAD. Visão geral em vídeo: Operação sem interface gráfica do EDA Bridge para automação Automação: outras melhorias na API A automação de tarefas de simulação continua sendo um tópico popular. A EFDAPI, a nova API do Simcenter FLOEFD introduzida na versão 2312, continua sendo desenvolvida em cada versão com base no feedback dos usuários. Além da automação do EDA Bridge, mais funcionalidades foram adicionadas ao Simcenter FLOEFD 2606, incluindo: Um método mais simples para selecionar o sistema de coordenadas Ativar/desativar absorção em sólido padrão Adicionar componentes para reutilização em subprojetos Defina a superfície de radiação externa padrão Tem curiosidade sobre scripts em PYTHON? Eles eram suportados no EFDAPI a partir da versão 2406. Aumento de velocidade: Centenas de componentes 2R em contato com uma placa de circuito impresso inteligente Para estudos de análise térmica de PCBs onde um grande número (centenas) de componentes modelados como componentes de dois resistores (2R) estão em contato com uma placa modelada como uma Smart PCB, uma melhoria na eficiência computacional resultou em modelos de teste com desempenho quase duas vezes mais rápido. Isso foi alcançado através da otimização do tratamento de contato da malha para malhas não conformes com altas taxas de tamanho de célula. A exportação XTXML aprimora os fluxos de trabalho do modelo de pacote A exportação em formato XTXML agora suporta resistência de contato e superfícies radiativas na versão 2606, aprimorando a criação de modelos térmicos de encapsulamento de circuitos integrados e sua adição a bibliotecas. A exportação em XTXML para edição de componentes foi introduzida na  versão 2506, permitindo que os usuários importem modelos do utilitário Simcenter FLOEFD Package Creator, façam ajustes nos modelos e, em seguida, salvem os modelos em formato XTXML em bibliotecas. Modelos detalhados criados manualmente também podem ser exportados em formato XTXML. A melhoria anterior, na versão 2512 do Simcenter FLOEFD, introduziu a opção de exportar modelos de componentes 2R e de montagem em rede. Quer aprimorar seus processos de simulação térmica e explorar todo o potencial das novas funcionalidades do Simcenter FLOEFD 2606? 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Para que os engenheiros colaborem eficazmente em aplicações multidisciplinares, é crucial poder transferir resultados de forma rápida, fácil e confiável de um modelo de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para um modelo de Elementos Finitos (FE) de mecânica estrutural. Com o Simcenter STAR-CCM+, você pode transferir resultados de simulação para o Simcenter 3D (acoplamento CFD-FEA) utilizando um formato de dados comum Modelar a complexidade de aplicações multifísicas A engenharia mecânica é um ramo da engenharia que combina princípios da física e da matemática aplicadas à engenharia com a ciência dos materiais, para projetar, analisar, fabricar e manter sistemas mecânicos. (Fonte: Wikipedia) De acordo com a definição acima, a engenharia mecânica trata do projeto e da análise de sistemas mecânicos. Mas, antes mesmo de ser possível projetar ou analisar qualquer sistema mecânico, é imprescindível um conhecimento detalhado das condições de operação e das cargas de serviço esperadas. Exemplo de um desastre de engenharia recente A incapacidade de prever as condições operacionais e as cargas de serviço levou a inúmeros desastres de engenharia. Um exemplo bastante recente é o naufrágio do navio MOL Comfort no Oceano Índico, ocorrido em 17 de junho de 2013. Fonte: BMA-Investigation-Report-Loss-of-the-MOL-Comfort.pdf O acoplamento CFD-FEA pode ajudar a prever cargas de serviço e condições de operação para aplicações multifísicas. Continue lendo este blog para descobrir como usar os resultados de um modelo CFD para definir as cargas de serviço de um modelo de elementos finitos de mecânica estrutural. Acoplamento CFD-FEA para a estrutura do casco de um barco Uma embarcação com comprimento total de 5,5 m e peso total de 1600 kg (800 kg referentes apenas à embarcação) navega a 5 m/s através de uma série de ondas com altura de 1 m. O objetivo é analisar, de forma prática, a deflexão do painel inferior do casco. Simulação CFD de um pequeno barco em ondas. O campo de pressão no casco fornece a entrada fundamental para uma simulação de acoplamento CFD-FEA Acoplamento CFD-FEA para analisar a deflexão de forma prática Os modelos de dinâmica de fluidos e mecânica estrutural são frequentemente construídos por analistas diferentes. Um processo que permita um acoplamento suave e eficiente entre CFD e FEA é fundamental. Do ponto de vista da física, é razoável assumir que a deflexão dos painéis é pequena em comparação com o movimento de corpo rígido da embarcação. Portanto, podemos assumir que a deflexão dos painéis não terá um impacto significativo no fluxo. Em outras palavras, podemos assumir que a deflexão dos painéis está acoplada unidirecionalmente na direção fluido-estrutura. A pressão do fluido deflete os painéis, mas a deflexão dos painéis não afeta o fluxo. Mantenha-se integrado com o acoplamento CFD-FEA no ambiente Simcenter Configure seu modelo CFD no Simcenter STAR-CCM+ A primeira parte do processo consiste em configurar o modelo de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) no Simcenter STAR-CCM+. Aqui, assumimos que o barco é rígido e, portanto, podemos modelá-lo como um corpo com seis graus de liberdade (6DOF). A massa, o centro de massa e os momentos de inércia do barco são entradas para o modelo 6DOF e podem ser obtidos do modelo de elementos finitos da estrutura. Exporte os resultados da sua simulação para o arquivo de dados do Simcenter Enquanto o barco navega pelas ondas, o Simcenter STAR-CCM+ exporta a pressão exercida no painel inferior do casco para um arquivo. Não qualquer arquivo, mas um Arquivo de Dados do Simcenter com a extensão .scd5. O Simcenter STAR-CCM+ exporta a pressão do painel na malha nativa de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) e a frequência de amostragem corresponde ao tamanho do passo de tempo do solver de fluxo. Portanto, para o modelo em questão, o arquivo de dados do Simcenter exportado pode ser considerado uma fonte de dados persistente com a maior fidelidade possível no espaço e no tempo. Importe a pressão no Simcenter 3D Em seguida, o engenheiro de CFD entrega o arquivo de dados do Simcenter aos analistas de mecânica estrutural. Essa equipe importa a pressão do casco para o Simcenter 3D. Após a importação, o Simcenter 3D armazena a pressão no arquivo de simulação como uma tabela de campos. A estrutura do barco é considerada rígida. Portanto, uma restrição de fixação é aplicada sempre que o painel inferior se conecta à estrutura. A pressão do fluido importado é definida como uma carga e interpolada automaticamente no espaço e no tempo. O solver utilizado é o Simcenter Nastran Solution 401. Um acoplamento CFD-FEA eficiente A animação abaixo mostra o painel inferior do casco da perspectiva de um mergulhador durante cerca de um terço do período da onda. Na parte esquerda da animação, podemos ver a pressão do fluido calculada com a ajuda do modelo CFD Simcenter STAR-CCM+. Na parte direita, podemos ver a deflexão do painel do modelo Simcenter Nastran 401. A integração CFD-FEA entre o Simcenter STAR-CCM+ e o Simcenter 3D tornou-se fácil e viável através do formato de dados comum do Simcenter (.scd5) Prever cargas de serviço e condições de operação Aumente a velocidade com a troca eficiente de dados entre os produtos Simcenter. O exemplo acima demonstra como um método de acoplamento CFD-FEA pode ajudar a prever cargas de serviço e condições operacionais para aplicações multifísicas. Além disso, demonstra também que a capacidade de exportar resultados de simulação do Simcenter STAR-CCM+ para o arquivo de dados do Simcenter para posterior importação no Simcenter 3D é extremamente valiosa. Execute um fluxo de trabalho produtivo e eficiente É verdade que acoplar uma simulação de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) a uma simulação de Elementos Finitos (EF) de mecânica estrutural por meio de um arquivo não é nada revolucionário. No entanto, o fluxo de trabalho apresentado tem alguns pontos sutis a serem considerados: A pressão do fluido é exportada para o arquivo de dados do Simcenter na malha nativa de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) a cada passo de tempo do solver de fluxo. O resultado é uma fonte de dados persistente com a mais alta fidelidade possível no espaço e no tempo. O arquivo de dados do Simcenter é importado para o Simcenter 3D uma única vez. Em seguida, os dados são interpolados no espaço e no tempo para o modelo Simcenter Nastran 401. Portanto, caso o analista de mecânica estrutural queira investigar um projeto diferente da estrutura (uma estrutura diferente), não há necessidade de iterar novamente com o analista de fluxo, nem mesmo para reimportar a pressão do casco. Os dois pontos acima podem parecer sutis, mas são essenciais para um fluxo de trabalho produtivo e eficiente. O arquivo de dados do Simcenter é o único componente que precisa ser trocado entre o analista de fluxo e o de estrutura. Portanto, a interação e a troca de resultados de simulação necessárias são reduzidas ao mínimo absoluto. Transforme dados complexos de simulação em decisões de engenharia mais rápidas e assertivas. Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como a integração entre Simcenter STAR-CCM+ e Simcenter 3D pode tornar seus processos de análise estrutural e CFD mais eficientes, colaborativos e confiáveis. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Simulação de sistemas para empresas de dispositivos médicos Fabricantes de AGVs e AMRs sofrem pressão para reduzir o tempo de desenvolvimento de uma solução altamente personalizada ao passo que precisam aumentar a confiabilidade dos sistemas autônomos. Além disso, a integração entre dinâmica veicular, propulsão elétrica, sensores, algoritmos de navegação e controle torna cada novo projeto mais complexo. Nesse cenário, a Simulação de Sistemas permite validar decisões de engenharia antes da construção dos protótipos físicos. Hoje vemos aplicações de robôs autônomos em áreas como logística, manufatura, centros de distribuição, mineração. Em uma aplicação menos usual, temos a presença desse tipo de tecnologia também em hospitais. Atualmente, a tendência na indústria de dispositivos médicos acompanha a tendência geral de sistemas mais autônomos. Robôs de desinfecção médica são utilizados para esterilizar hospitais (salas de espera, quartos de pacientes), estacionamentos, shoppings e outros locais públicos, com a grande vantagem de não expor mais pessoas ao vírus ao utilizar esses robôs. Robôs autônomos de desinfecção médica em ambiente 3D para higienizar salas Em uma aplicação desenvolvida com softwares e serviços de engenharia da Siemens, foram projetados novos AMRs dedicados. Eles combinam uma plataforma autônoma movida a eletricidade com um sistema de desinfecção na parte superior. Normalmente, esse sistema inclui bicos de microaspersão de líquido que injetam nas superfícies ou luzes ultravioleta C (UVC) para purificar o ar. O objetivo é destruir todos os microrganismos patogênicos em suspensão. Dessa forma, os robôs desinfetantes higienizam esses ambientes, e as pessoas podem utilizá-los posteriormente para suas atividades normais. Os desafios de desenvolvimento e a simulação de sistemas A simulação de sistemas pode ajudar a reduzir o tempo de desenvolvimento, diminuindo o número de protótipos físicos dispendiosos e campanhas de testes. Um fator crucial no ciclo de desenvolvimento de robôs autônomos é o funcionamento autônomo e a capacidade de navegar em novos ambientes. Isso é feito por meio de uma combinação de visão computacional (câmeras, lidars, radares de curto alcance, etc.), fusão de sensores, lógica de controle e dinâmica veicular, permitindo que os robôs operem com facilidade em diversas situações e tipos de piso. Quando a interação física com o ambiente infectado representa um risco muito grande para humanos, o robô autônomo pode realizar tarefas simples e repetitivas. Muitas soluções em robótica controlam o movimento do robô remotamente. No entanto, o robô autônomo pode se locomover sozinho para executar suas funções. Ele utiliza visão computacional (obtida por diversos sensores embarcados) e um algoritmo típico de percepção-raciocínio-ação, que fornece os comandos corretos aos atuadores sem a necessidade de presença humana e, consequentemente, sem riscos de contaminação viral. Desafios típicos para AGVs (“Veículos Guiados Automaticamente”) e AMRs (“Robôs Móveis Autônomos”) Neste artigo, gostaríamos de apresentar algumas ideias sobre como a abordagem baseada em simulação pode apoiar o desenvolvimento de robôs autônomos. Desde o dimensionamento do sistema, passando pelo projeto dos sensores, até a verificação e validação dos algoritmos de controle finais. Uma estrutura de simulação para sistemas autônomos A estrutura de simulação combina diferentes ferramentas da Siemens já implementadas com sucesso em diversas aplicações autônomas em múltiplos setores. Exemplos incluem carros autônomos na indústria automotiva, drones e UAM (mobilidade aérea urbana) na aeronáutica, veículos agrícolas autônomos em equipamentos pesados ​​e até tanques de guerra em ambientes hostis na área de defesa. Consequentemente, aplica-se a mesma arquitetura de simulação às aplicações emergentes de robôs médicos, que precisam atender a requisitos ligeiramente diferentes. Esta estrutura integra diversas ferramentas de software que realizam simulações no domínio do tempo. Um fluxo de trabalho alternativo consistiria na conexão direta do Simcenter Amesim e do Simcenter Prescan com o FMI (Functional Mockup Unit), que está disponível em ambas as ferramentas. Estrutura de simulação com as diferentes ferramentas envolvidas Simcenter Amesim® representando a dinâmica do veículo e a propulsão elétrica. O Simcenter Prescan® representa o ambiente hospitalar e modela os sensores que detectam a presença de objetos no ambiente (câmeras, lidars, radares de curto alcance, etc.). Simulink® conectando o Simcenter Amesim e o Simcenter Prescan. Além disso, foi utilizado o ROS (Robot Operating System) para a fusão de sensores e os algoritmos de controle que fornecem os comandos dos atuadores para o modelo do veículo no Simcenter Amesim. Visão geral do fluxo de dados e cenas 3D personalizadas O estado do robô é transferido do Simcenter Amesim para o Simulink, que fornece a posição e a orientação atualizadas do robô para o Simcenter Prescan. Em seguida, o Simcenter Prescan fornece, através do Simulink, os dados dos sensores virtuais para o sistema operacional ROS. Finalmente, o algoritmo de controle do ROS envia os comandos atualizados dos atuadores para o modelo do Simcenter Amesim para que ele siga o caminho correto. Agora o laço de controle está fechado e o robô pode se mover sozinho dentro do ambiente (como o quarto do hospital), evitando colisões com os obstáculos detectados. Abrangência das atividades e domínios no projeto de um robô móvel autônomo (AMR) para uso médico No que diz respeito à modelagem de ambientes, como hospitais, armazéns ou centros de distribuição, o Simcenter Prescan permite a importação de objetos personalizados típicos dessas aplicações como arquivos CAD: Diversas geometrias de robôs móveis autônomos (AMRs), Geometrias para disposição de cômodos, corredores, declives, camas e obstáculos. Condições adversas impostas pelo ambiente natural (dia e noite, etc.) Assim, é possível representar as configurações reais e as condições de operação. Modelagem da dinâmica do veículo robótico e seu ambiente 3D O modelo Simcenter Amesim prevê o comportamento físico e as interações de diferentes subsistemas em um veículo de três rodas. Ele possui tração dianteira, incluindo os motores elétricos com seus inversores, controladores e a bateria de alimentação de 24V, e tração traseira passiva. Além disso, o modelo representa a dinâmica do veículo, incluindo seus eixos, chassi e pneus. O gêmeo digital do Simcenter Amesim foi usado para implementar funções de direção autônoma. Em seguida, equipou-se o veículo com modelos de sensores e, finalmente, o ciclo foi fechado integrando o algoritmo de decisão entre os dados simulados dos sensores e o modelo do veículo. Modelo Simcenter Amesim do robô desinfetante com sua dinâmica veicular e propulsão elétrica Pode-se investigar múltiplos cenários e como as funções de detecção e desvio de obstáculos permitem que o robô se desloque autonomamente neste ambiente 3D desconhecido. A visualização da cena 3D com diferentes perspectivas auxilia na compreensão dos resultados da simulação. Para isso, diversas orientações de câmera foram utilizadas, bem como a fusão de sensores da biblioteca ROS para processamento de vídeo. Vistas 3D a partir de diferentes orientações da câmera Agora fica claro como a combinação entre Simcenter Amesim e Simcenter Prescan apoia o desenvolvimento e a validação de AGVs e AMRs ao longo de todo o ciclo de projeto. Ao integrar modelos multidisciplinares do veículo, do ambiente e dos sensores em um único fluxo de simulação, a engenharia pode avaliar o desempenho do sistema muito mais cedo no ciclo de desenvolvimento. Essa abordagem reduz riscos técnicos, antecipa problemas de integração e acelera a tomada de decisões durante o desenvolvimento. Com uma plataforma de simulação, é possível validar a arquitetura do veículo, comparar diferentes configurações de sensores como LiDAR, câmeras e radares, analisar a autonomia da bateria em diversos perfis de operação e otimizar as estratégias de controle e navegação. Também é possível verificar a estabilidade dinâmica do veículo em diferentes cenários, testar algoritmos de percepção e planejamento de trajetória em ambientes virtuais e validar o software embarcado antes da realização de testes em campo. Ao transferir grande parte das etapas de verificação para o ambiente virtual, as campanhas de testes físicos tornam-se mais objetivas e eficientes, reduzindo a necessidade de múltiplos protótipos e encurtando o tempo de desenvolvimento. O resultado é um processo de engenharia mais ágil, com menor custo de validação e maior confiança no desempenho do AGV ou AMR antes de sua implantação em operação. Gibin Joe Zachariah e Sagar Milind Supe realizaram o estudo de caso acima como parte de seus trabalhos de investigação. Eles trabalham com novos produtos inteligentes avançados na Siemens Digital Industries Software (DISW) em Michigan, Estados Unidos. Ambos fazem parte da equipe de serviços de Engenharia e Consultoria do Siemens Simcenter. O que um robô de desinfecção ensina sobre o desenvolvimento de qualquer AGV ou ARM moderno: A simulação de sistemas permite acelerar o desenvolvimento de dispositivos inteligentes, reduzindo custos com protótipos e validando soluções autônomas com maior eficiência. Quer entender como as tecnologias Simcenter podem apoiar seus projetos de engenharia? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar simulação avançada para otimizar seus produtos e processos. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Modos de pós-processamento em velocidades críticas e atualizações de eficiência. Por que precisamos de análise da dinâmica de rotores? As turbomáquinas modernas, desde motores a jato a compressores industriais, operam em altas velocidades e sob cargas pesadas, onde mesmo pequenos erros de previsão podem causar vibração, instabilidade ou falha. A análise da dinâmica de rotores ajuda os engenheiros a avaliar o comportamento de eixos e conjuntos rotativos em toda a faixa de operação, identificar velocidades críticas e determinar modos que podem desencadear ressonância e reduzir o desempenho, a segurança ou a vida útil. O Simcenter 3D Rotor Dynamics, incluindo o Simcenter Nastran SOL 414, auxilia engenheiros na análise de vibrações em máquinas rotativas, na previsão de ressonância em velocidades críticas, na avaliação de cargas em mancais e na análise da capacidade de sobrevivência do sistema em condições operacionais realistas. Novidades no Simcenter 3D Rotor Dynamics 2606 Na versão 2606 do Simcenter 3D, os usuários podem tornar o processo de simulação mais eficiente, acessando resultados essenciais na análise com processamento rápido. Neste blog, apresentamos três destaques da versão 2606: Pós-processamento de modos em velocidades críticas Cálculo da distribuição de energia no conjunto completo (mesmo se forem utilizados superelementos). Um formato de resultados mais rápido: o arquivo de dados do Simcenter (.scd5) que utiliza a arquitetura HDF5. Velocidades críticas do conjunto rotativo O cálculo das velocidades críticas de um conjunto é essencial para o projeto de uma turbomáquina. Além disso, a faixa de velocidade operacional deve estar suficientemente distante das velocidades críticas do sistema para evitar a ocorrência do fenômeno de ressonância e a consequente indução de altos níveis de vibração. Mais adiante, discutiremos o que significa "suficientemente distante" e como pode-se visualizar a faixa de velocidade operacional permitida na qual a turbomáquina pode operar com segurança. Com a versão 2606, os modos correspondentes às velocidades críticas de cada rotor agora podem ser gerados como resultados de uma análise modal complexa do Nastran SOL414, juntamente com o diagrama de Campbell e o diagrama de estabilidade. Nesta imagem, a análise modal complexa calcula o diagrama de Campbell com os modos correspondentes às velocidades críticas para o rotor 1 (círculos amarelos) e o rotor 2 (círculos roxos) quando a relação de velocidade entre os dois rotores é igual a 2,0. Essa funcionalidade vai além de uma análise direta de velocidades críticas, já que uma análise direta de velocidades críticas é uma análise sem amortecimento, com propriedades de rolamento constantes. Com essa nova funcionalidade, você pode gerar modos nas velocidades críticas para cada rotor. Isso elimina as limitações da análise direta de velocidades críticas, pois o amortecimento pode ser definido na simulação para calcular a estabilidade do sistema rotativo (amortecimento viscoso, amortecimento modal ou amortecimento histerético nas conexões), e os coeficientes dos rolamentos podem ser funções das velocidades de rotação, o que se aproxima mais das condições reais. Os modos em velocidades críticas são apresentados para velocidades críticas de ordem 1, para uma simulação de um ou múltiplos rotores, calculada em um referencial inercial. Os rotores podem ser modelados por todos os tipos de abordagens de modelagem: viga 1D, multi-harmônico de Fourier 2D, modelos axisimétricos sólidos 3D, simetria cíclica 3D incluindo a transformação de Coleman e superelementos. Os resultados que podem ser obtidos em velocidades críticas incluem modos de vibração, tensões, energias e distribuição de energia (deformação, cinética e dissipativa) em grupos de elementos. Ao gerar os modos de vibração apenas em velocidades críticas, em vez de em todas as velocidades de rotação a cada etapa do cálculo, é possível reduzir o tamanho do arquivo de resultados em até 10 vezes, economizando potencialmente uma grande quantidade de recursos quando os arquivos de resultados são armazenados em um sistema de gerenciamento de dados. Distribuição de energia nos diferentes componentes do conjunto rotativo Ao analisar a distribuição de energia de um conjunto a uma determinada velocidade de rotação, como a velocidade crítica, é possível observar, para cada modo, quais partes são mais afetadas caso o modo correspondente esteja em ressonância. A distribuição de energia para um grupo de elementos é apresentada como uma porcentagem da energia total, incluindo a energia de deformação, a energia cinética e, como novidade na versão 2606, a energia de dissipação associada ao amortecimento. Na demonstração abaixo, com os dois rotores conectados, o rotor de baixa pressão e o rotor de alta pressão, pode-se estudar as partes do compressor e da turbina. Em seguida, quatro grupos diferentes podem ser estudados separadamente para a distribuição de energia: o compressor e a turbina do rotor de baixa pressão, e o compressor e a turbina do rotor de alta pressão. A primeira velocidade crítica de ordem 1 (40 Hz) mostra que a maior parte da energia se encontra na parte do compressor do rotor de baixa pressão, indicando que essa parte apresenta maior risco de deformação caso esse modo seja ativado. Esse tipo de informação é muito importante para identificarmos quais modos são mais perigosos e em qual parte da estrutura eles ocorrem. O que acontece com a distribuição de energia quando a estrutura é condensada em superelementos? Os superelementos são muito utilizados na dinâmica de rotores, pois essa área da dinâmica lida com pequenas deformações. Mesmo que as simulações de dinâmica de rotores consigam lidar com não linearidades geométricas, a estrutura é calculada no domínio linear. O uso de superelementos de Craig-Bampton é relevante e muito eficiente nesse contexto, reduzindo drasticamente o tempo de computação da simulação. De versões anteriores, já sabemos que os superelementos para rotores do Simcenter Nastran SOL 414 permitem gerar gráficos XY em nós internos dos superelementos. Isso elimina a necessidade de definir nós retidos na estrutura que serão usados ​​apenas para monitorar os resultados. Para a distribuição de energia, se os superelementos fossem usados ​​em uma montagem, não era possível acessar os elementos dentro dos superelementos para o cálculo da distribuição de energia. De fato, a distribuição de energia era gerada considerando o superelemento como uma entidade única. A partir do Simcenter 3D 2606, se os engenheiros configurarem grupos de elementos para distribuição de energia na etapa de criação de um superelemento Simcenter Nastran SOL 414, para um rotor ou um estator, esses grupos poderão ser usados ​​posteriormente para gerar as tabelas de energia de deformação, cinética e dissipação quando a simulação utilizar a estrutura condensada em superelementos. Essa capacidade torna o processo mais eficiente para os engenheiros que aproveitam as vantagens dos superelementos. De fato, a recuperação dos resultados na estrutura original não é necessária nesse processo. As tabelas de energia são geradas diretamente pelo processo de simulação durante uma análise de autovalores, análise modal complexa ou resposta harmônica. A demonstração a seguir difere da anterior por utilizar superelementos. Quando a estrutura é condensada em superelementos, os grupos de elementos não estão disponíveis, mas o usuário pode solicitar que a simulação utilize os grupos configurados na criação para gerar a distribuição de energia. Vantagens dos arquivos de dados do Simcenter para o pós-processamento O Simcenter 3D Rotor Dynamics gera os resultados em um formato eficiente baseado na arquitetura HDF5, o arquivo .scd5 (arquivo de dados do Simcenter). Ele pode ser carregado no Simcenter 3D de forma fácil e rápida. Este arquivo de resultados apresenta diversas vantagens: há um único arquivo .scd5 para uma simulação, que contém todos os resultados: resultados espaciais para os diferentes subcasos, nos nós e elementos selecionados ou em toda a estrutura, e os diferentes gráficos XY. Para engenheiros que trabalham com aplicações de turbinas a gás e que seguem os requisitos da norma API 616, é possível solicitar gráficos XY adicionais que permitem visualizar a faixa de velocidade operacional "suficientemente distante" das velocidades críticas. Essa "distância suficiente" é calculada por fórmulas analíticas para as margens de separação e fatores de amplificação, conforme previsto na norma API 616. Funções específicas no pós-processamento dos resultados da dinâmica de rotores permitem extrair informações como a largura da faixa de velocidade operacional, os fatores de amplificação de um pico de vibração selecionado e a frequência em que o pico ocorre. Esses dados ficam disponíveis para uso posterior em processos de otimização ou planejamento de experimentos. Quer explorar como o Simcenter 3D Rotor Dynamics 2606 pode acelerar suas análises de velocidades críticas, distribuição de energia e pós-processamento de resultados? A equipe da CAEXPERTS pode demonstrar como aplicar essas novidades em seus projetos de turbomáquinas, compressores e sistemas rotativos, reduzindo tempo de simulação e aumentando a confiabilidade das avaliações. Agende uma reunião conosco e veja na prática como otimizar seus fluxos de dinâmica de rotores. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

A versão mais recente do Simcenter Systems 2604 oferece novos e poderosos recursos que abordam os desafios mais urgentes enfrentados pelos engenheiros atualmente. Desde avanços no projeto de baterias e validação de segurança térmica até simulação expandida de sistemas de gás e fluxos de trabalho de colaboração aprimorados, esta versão permite que os engenheiros trabalhem mais rápido, modelem maior complexidade e validem projetos com precisão sem precedentes. Seja para projetar veículos elétricos de última geração, otimizar sistemas pneumáticos ou expandir os limites das simulações de condições extremas, o Simcenter Systems 2604 oferece as ferramentas necessárias para acelerar a inovação e lançar produtos melhores no mercado mais rapidamente. Projeto e validação do pacote de baterias Supercharge A revolução da eletrificação continua, trazendo consigo desafios cada vez mais complexos no projeto de baterias, gerenciamento térmico e validação de segurança. O Simcenter Systems 2604 apresenta seis grandes melhorias no assistente de baterias que transformam fundamentalmente a maneira como os engenheiros abordam essas tarefas críticas. Integração perfeita com o Simcenter Simlab Uma das melhorias mais significativas no fluxo de trabalho desta versão é a capacidade de importar modelos 3D diretamente do Simcenter Simlab para o assistente de baterias. Essa integração elimina o atrito que existia anteriormente ao transitar entre os domínios de simulação estrutural e térmica. Os engenheiros agora podem aproveitar seu trabalho existente de CAD e malha do Simcenter Simlab, trazendo representações geométricas detalhadas para seus modelos térmicos de baterias sem reconstrução manual ou conversão de dados. Essa transição perfeita entre os produtos do Simcenter não apenas economiza tempo, mas também garante consistência e precisão em todo o processo de desenvolvimento. Interface não conforme para layouts de refrigeração flexíveis O gerenciamento térmico é crucial para o desempenho, a segurança e a longevidade das baterias. No entanto, projetar sistemas de resfriamento eficazes sempre apresentou desafios de modelagem, principalmente ao lidar com geometrias complexas onde as placas de resfriamento e as células da bateria não se alinham perfeitamente. O novo recurso de interface não conforme resolve esse problema diretamente, permitindo que os engenheiros modelem layouts de resfriamento sem a necessidade de interfaces de malha perfeitamente correspondentes entre os componentes. Essa flexibilidade significa que você pode simular com precisão configurações de resfriamento do mundo real, incluindo placas de resfriamento deslocadas, superfícies de contato irregulares e sistemas de gerenciamento térmico multicamadas, mantendo a precisão da simulação e reduzindo o tempo de preparação da malha. Configuração automatizada de resfriamento lateral Com base nas melhorias de refrigeração, o Simcenter Systems 2604 apresenta um fluxo de trabalho automatizado específico para configurações de refrigeração lateral. A refrigeração lateral tem se tornado cada vez mais popular em projetos de baterias devido à sua eficiência de espaço e características de desempenho térmico, mas a configuração desses modelos tradicionalmente consumia muito tempo e era propensa a erros. O novo fluxo de trabalho guiado automatiza o posicionamento, a conexão e o acoplamento térmico dos componentes de refrigeração lateral, reduzindo drasticamente o tempo de configuração e garantindo a adoção das melhores práticas. Os engenheiros agora podem explorar rapidamente diversas variantes de projeto de refrigeração lateral, acelerando o processo de otimização e ajudando a identificar a estratégia de gerenciamento térmico mais eficaz para sua aplicação específica. Geração de esboços mais rápida As melhorias de desempenho muitas vezes passam despercebidas até que você as experimente em primeira mão, mas o aumento de 30 vezes na velocidade de geração de esboços para o assistente de baterias é impossível de ignorar. O que antes levava minutos agora acontece em segundos. Essa inovação revolucionária transforma a experiência de design interativo, permitindo que os engenheiros iterem rapidamente por diferentes configurações de baterias, testem vários arranjos de células e explorem alternativas de design sem espera. O impacto vai além da produtividade individual. Ele muda fundamentalmente o processo de design, possibilitando uma exploração mais completa do espaço de design e, em última análise, levando a baterias mais otimizadas. Modelagem eletroquímica avançada com eletrodos de mistura As células de bateria modernas utilizam cada vez mais eletrodos mistos, combinando múltiplos materiais ativos no ânodo ou cátodo para otimizar o equilíbrio entre densidade de potência, densidade de energia, custo e vida útil. No entanto, simular com precisão essas células multimateriais tem sido um desafio. O Simcenter Systems 2604 aprimora tanto o modelo de partícula única com eletrólito (SPME) quanto os modelos eletroquímicos pseudo-2D (p2d) com recursos de definição de materiais mistos. Os engenheiros agora podem definir múltiplos materiais ativos em um único eletrodo e prever com precisão como esses materiais mistos interagem durante os ciclos de carga e descarga. Essa capacidade permite a otimização precisa das proporções de mistura de materiais para atingir as características de desempenho desejadas. Fundamentalmente, permite a modelagem precisa dos mecanismos de envelhecimento para cada material ativo individualmente. O resultado são previsões mais precisas em nível de célula que influenciam diretamente as decisões de projeto em nível de bateria. Modelagem de fuga térmica dependente de SOC A segurança é fundamental no projeto de baterias, e a fuga térmica representa um dos modos de falha mais críticos. O desafio reside no fato de que o comportamento da fuga térmica varia drasticamente dependendo do estado de carga (SOC) da bateria. Uma bateria totalmente carregada comporta-se de maneira muito diferente sob estresse térmico do que uma parcialmente descarregada. O Simcenter Systems 2604 introduz um modelo aprimorado de fuga térmica que incorpora explicitamente a dependência do SOC, permitindo que os engenheiros simulem com precisão o comportamento da fuga térmica em diferentes perfis de carga e níveis de carga. Isso elimina a necessidade de ajuste manual dos parâmetros cinéticos para cada condição de SOC, economizando tempo valioso de engenharia e melhorando a precisão. Talvez o mais importante seja que essa capacidade possibilita a adoção de metodologias robustas de demonstração de fuga térmica para acelerar a validação de baterias. Ao simular com precisão esses cenários críticos de segurança virtualmente, os engenheiros podem reduzir significativamente a dependência de testes físicos dispendiosos e demorados, garantindo que seus projetos atendam aos rigorosos requisitos de segurança em toda a faixa operacional. Ampliação das capacidades de simulação de sistemas de gás Embora a eletrificação por baterias domine as manchetes, os sistemas a gás continuam sendo fundamentais para inúmeras aplicações, desde controles pneumáticos em automação industrial até compressores em sistemas de climatização e manuseio especializado de gases em ambientes extremos. O Simcenter Systems 2604 oferece três melhorias significativas à biblioteca de gases, que expandem os recursos de simulação e otimizam os fluxos de trabalho. Ferramenta de migração de mapas do compressor Engenheiros que trabalham com modelos de compressores frequentemente precisam migrar dados da biblioteca de misturas gasosas legada para a biblioteca de gases mais avançada, um processo que historicamente exigia edição manual de arquivos. Esse trabalho tedioso consumia tempo e introduzia potencial para erros. A nova ferramenta de migração de mapas de compressores automatiza todo esse processo, transformando os mapas de compressores para o formato padrão usado pelos compressores da biblioteca de gases com um único clique. A ferramenta é iniciada diretamente do próprio componente do compressor, integrando-se perfeitamente aos fluxos de trabalho existentes. Ela suporta entradas baseadas em tabelas e em eficiência constante, garantindo flexibilidade para diferentes tipos de dados de compressores e produzindo resultados prontos para uso, imediatamente compatíveis com os modelos da biblioteca de gases. Essa automação permite que os engenheiros se concentrem em trabalhos de projeto e análise de maior valor agregado, em vez de se preocuparem com a manipulação de dados. Propriedades termofísicas tabeladas A simulação de sistemas que envolvem gases especiais sempre apresentou desafios. Esses gases operam em temperaturas ou pressões extremas, ou simplesmente não possuem correlações de propriedades padrão. O Simcenter Systems 2604 agora permite o uso de tabelas para definir propriedades termodinâmicas e de transporte de gases, proporcionando uma flexibilidade sem precedentes. Os engenheiros podem inserir dados experimentais ou tabelas de propriedades altamente especializadas diretamente nas simulações, definindo com precisão a densidade, entalpia, entropia, viscosidade e condutividade térmica do gás como funções da pressão e da temperatura. Essa capacidade expande drasticamente a aplicabilidade da simulação a sistemas não convencionais. Um excelente exemplo são os disjuntores de alta tensão que utilizam plasmas que atingem temperaturas de até 40.000 Kelvin. Essas condições estão muito além do alcance das correlações padrão. Com propriedades tabeladas, essas aplicações extremas agora podem ser modeladas com precisão. Construtor de válvulas para biblioteca de gás As válvulas pneumáticas apresentam uma enorme variedade de configurações, com diferentes números de portas, posições e características de fluxo. A quantidade de combinações possíveis excede em muito o que qualquer biblioteca de modelos predefinidos pode abranger de forma realista. Frequentemente, os engenheiros precisam de configurações de válvulas muito específicas que não estão imediatamente disponíveis, o que leva a soluções alternativas ou compromissos. O novo construtor de válvulas para a biblioteca de gás resolve esse problema, fornecendo uma ferramenta dedicada para a criação de modelos de válvulas personalizados. Usando uma interface gráfica flexível, os engenheiros podem configurar visualmente a estrutura da válvula, definir caminhos de fluxo e caracterizar o comportamento sem escrever código. Seja modelando uma válvula simples de 2 vias ou uma válvula de controle direcional complexa com múltiplas portas e posições, o construtor de válvulas oferece a liberdade de definir exatamente o que é necessário, desbloqueando novos níveis de precisão de simulação para sistemas pneumáticos. Simulação de turbina a gás com Simcenter Flomaster O projeto de turbinas a gás exige precisão excepcional, principalmente no que diz respeito ao resfriamento das pás e à análise térmica. As condições operacionais extremas, as tolerâncias rigorosas e as complexas interações multifísicas tornam a simulação precisa essencial para atingir as metas de desempenho, garantindo ao mesmo tempo a durabilidade dos componentes. O Simcenter Flomaster 2604 apresenta três melhorias importantes que atendem especificamente às necessidades dos engenheiros de turbinas a gás. Scripting de dutos aprimorado com dados de fluxo local Correlações personalizadas são frequentemente essenciais para capturar a física singular de projetos proprietários de resfriamento de turbinas a gás, mas aplicar essas correlações com precisão tem sido um desafio quando as condições locais de fluxo e parede variam significativamente. A interface aprimorada de scripts de dutos no Simcenter Flomaster 2604 agora expõe dados de fluxo em nível de segmento e temperaturas de parede diretamente para cálculos personalizados de atrito e transferência de calor. Os engenheiros podem acessar a pressão estática e total, a temperatura estática e total em cada nó interno e as temperaturas de parede discriminadas por segmento e setor. O número do segmento atual também está disponível, permitindo que os cálculos variem ao longo do comprimento do duto. Metadados de componentes, como grupo, tipo e título, informam aos scripts em qual componente estão sendo executados, possibilitando a reutilização do mesmo script em diferentes dutos com comportamentos distintos. Esse acesso aprimorado aos dados permite que os engenheiros implementem correlações proprietárias usando as condições locais corretas, em vez de depender de suposições médias ou externas, aumentando significativamente a confiabilidade nos resultados de simulação específicos da aplicação. Controle independente da temperatura da parede circunferencial Os canais de refrigeração em pás de turbinas a gás frequentemente apresentam temperaturas drasticamente diferentes em lados distintos. Por exemplo, um canal de refrigeração pode ter temperaturas significativamente diferentes na borda de fuga em comparação com a borda de ataque, ou entre os lados de pressão e sucção. Anteriormente, o Simcenter Flomaster só permitia aplicar uma única temperatura de parede a todo o perímetro de um duto, obrigando os engenheiros a dividir os dutos em múltiplos componentes para representar diferentes condições de parede ao longo da circunferência. Essa divisão artificial complicava os modelos e introduzia potencial para erros. O componente de duto interno agora suporta até quatro temperaturas de parede independentes ao redor da circunferência, uma por face, utilizando os componentes existentes de transferência de calor e tubulação. Cada face do duto pode ser conectada a um limite de transferência de calor diferente, eliminando a necessidade de divisão artificial do duto. Combinado com a capacidade de variação axial existente, os engenheiros agora têm controle de temperatura em ambas as direções, ao longo e ao redor do canal, a partir de um único componente. Essa melhoria aumenta a precisão da previsão do desempenho de refrigeração, simplifica a configuração do modelo e reduz o potencial para erros de modelagem. Simulação conjunta totalmente acoplada para projeto de pás O projeto de pás de turbinas a gás é inerentemente multifísico. As cargas aerodinâmicas afetam a deformação estrutural, o que altera os caminhos do fluxo e a eficácia do resfriamento, afetando, por sua vez, as temperaturas do metal e as tensões térmicas. O acoplamento frouxo entre as análises termofluidodinâmica e estrutural pode causar resultados inconsistentes no projeto aerotérmico-estrutural das pás, levando a iterações de projeto, aumento do risco e dificuldade em atender aos rigorosos requisitos de precisão exigidos pelos projetos de pás modernos. O Simcenter Flomaster 2604 introduz a co-simulação totalmente acoplada com sincronização termofluidodinâmica e estrutural em nível de iteração entre o Simcenter Flomaster e o Simcenter 3D. Esse acoplamento em nível de iteração garante uma convergência multifísica consistente entre as ferramentas, permitindo que os engenheiros atendam aos requisitos de precisão do projeto de pás que seriam impossíveis com abordagens de acoplamento frouxo. As previsões totalmente acopladas reduzem o risco do projeto ao capturar a interação real entre os fenômenos aerodinâmicos, térmicos e estruturais, proporcionando aos engenheiros a confiança de que suas previsões virtuais representam com precisão o comportamento real das pás. Essa funcionalidade estará disponível na versão Simcenter 3D 2606. Visualização aprimorada e simulação mecânica Compreender os resultados da simulação é tão importante quanto gerá-los, e a visualização desempenha um papel crucial na extração de informações de sistemas mecânicos complexos. O Simcenter Systems 2604 introduz um novo domínio mecânico 3D em cenas 3D que moderniza a forma como os engenheiros visualizam e comunicam os resultados da simulação mecânica. Essa melhoria traz recursos avançados de animação e técnicas de visualização contemporâneas para modelos de domínio mecânico, facilitando a compreensão do comportamento dinâmico, a identificação de problemas potenciais e a comunicação das descobertas às partes interessadas. O ambiente de visualização modernizado proporciona insights mais claros sobre o desempenho do sistema mecânico, apoiando uma melhor tomada de decisão ao longo do processo de desenvolvimento. Integração e colaboração perfeitas A engenharia moderna é colaborativa, e a colaboração eficaz exige ferramentas robustas para compartilhamento de modelos, controle de versões e gerenciamento de variantes. O Simcenter Systems 2604 oferece três melhorias principais que fortalecem os fluxos de trabalho de integração e colaboração. Solucionador de passo variável em FMUs sem licença As unidades funcionais de simulação (FMUs) tornaram-se uma forma padrão de compartilhar modelos de simulação validados entre organizações e ferramentas, mas as limitações nas capacidades dos solucionadores às vezes restringiam sua aplicabilidade. O Simcenter Systems 2604 agora oferece suporte a solucionadores de passo variável em FMUs sem licença, proporcionando uma implantação de modelos mais flexível e eficiente. Esse aprimoramento permite que as FMUs exportadas ajustem automaticamente seu passo de tempo com base na dinâmica do sistema, melhorando tanto a precisão quanto a eficiência computacional. Os engenheiros agora podem implantar modelos sofisticados para parceiros, fornecedores ou outros departamentos com a confiança de que eles serão executados com eficiência sem a necessidade de licenças do Simcenter. Conjuntos de parâmetros para variantes do modelo Tradicionalmente, o gerenciamento de múltiplas variantes de um modelo exigia a manutenção de arquivos de modelo separados ou a alteração manual de parâmetros, ambas abordagens propensas a erros. Diferentes configurações, condições de operação ou alternativas de projeto demandavam um controle cuidadoso. O novo recurso de conjuntos de parâmetros oferece gerenciamento centralizado de variantes de modelo por meio de coleções de parâmetros organizadas. Os engenheiros podem definir múltiplos conjuntos de parâmetros em um único modelo, cada um representando uma configuração ou cenário de operação diferente, e alternar entre eles instantaneamente. Essa abordagem reduz erros, garante consistência e facilita muito a exploração de alternativas de projeto ou a manutenção de modelos para diferentes variantes de produto. Integração com repositório Git externo O controle de versão é essencial para gerenciar a evolução de modelos, viabilizar a colaboração e manter a rastreabilidade. No entanto, a integração de modelos de simulação com sistemas modernos de controle de versão frequentemente exigia ferramentas externas e processos manuais. O Simcenter Systems 2604 agora oferece integração direta com repositórios Git externos, incluindo GitHub, GitLab e Azure DevOps, diretamente do Simcenter Amesim. Os engenheiros podem confirmar alterações, acompanhar o histórico, gerenciar branches e colaborar com membros da equipe usando fluxos de trabalho Git padrão do setor, sem sair do ambiente de simulação. Essa integração alinha o gerenciamento de modelos de simulação às práticas modernas de desenvolvimento de software, aprimorando a colaboração, a rastreabilidade e o gerenciamento geral de projetos. Experimente o Simcenter Systems 2604 hoje mesmo. O Simcenter Systems 2604 representa um avanço significativo nas capacidades de simulação de sistemas, com ênfase particular no projeto e validação de baterias, modelagem expandida de sistemas de gás e colaboração aprimorada. Esses aprimoramentos permitem que os engenheiros enfrentem desafios cada vez mais complexos com maior rapidez, precisão e confiança. Quer conhecer na prática como os recursos do Simcenter Systems 2604 podem acelerar seus projetos, desde o desenvolvimento avançado de baterias até a simulação de sistemas complexos e integração colaborativa? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar essas inovações para aumentar a eficiência, reduzir ciclos de desenvolvimento e elevar a precisão das suas simulações com o suporte de especialistas em soluções CAE. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Tubulações industriais estão presentes em praticamente todos os setores de processo: óleo e gás, energia, mineração, siderurgia, saneamento, química, alimentos, farmacêutica, automotivo e muitos outros. Elas transportam água, óleo, gases, vapor, produtos químicos, efluentes, sólidos em suspensão e fluidos sob condições severas de pressão e temperatura. Apesar de muitas vezes parecerem elementos simples de infraestrutura, tubulações concentram desafios críticos de engenharia. Alterações de geometria, curvas, válvulas, variações térmicas, presença de partículas, escoamentos multifásicos e mudanças operacionais podem gerar perdas de carga, zonas mortas, erosão, deposição, vibração, falhas estruturais e aumento do consumo energético. Nesse contexto, a simulação computacional deixa de ser apenas uma ferramenta de validação e passa a ser uma aliada estratégica no projeto, na operação e na otimização de sistemas industriais. Com o uso de tecnologias como CFD, análise térmica, interação fluido-estrutura (FSI), estudos paramétricos e análises com partículas (DEM), é possível avaliar cenários, antecipar riscos e tomar decisões de engenharia com mais segurança. Por que simular tubulações industriais? O desempenho de uma tubulação depende de uma combinação de fatores físicos e operacionais. A velocidade do fluido, a pressão, a temperatura, a rugosidade, a geometria, a presença de sólidos, a composição do fluido e as condições de contorno afetam diretamente o comportamento do sistema. Na prática, isso significa que pequenas decisões de projeto podem gerar impactos relevantes ao longo da vida útil do equipamento. Um raio de curva inadequado pode aumentar a perda de carga. Uma velocidade mal dimensionada pode acelerar desgaste abrasivo. Uma região de baixa velocidade pode favorecer deposição. Um gradiente térmico pode induzir tensões. Um regime multifásico instável pode gerar vibração e fadiga. A simulação permite investigar esses fenômenos antes que eles se transformem em problemas de campo. Entre as principais aplicações estão: Previsão de perdas de carga e distribuição de velocidades; Identificação de recirculações, separações e zonas mortas; Análise de erosão, corrosão, incrustação, deposição e fouling; Avaliação de regimes multifásicos, como bolhas, slugging, fluxo anular e transporte de partículas; Otimização de diâmetros, curvas, válvulas e layouts; Redução do consumo energético; Integração com análises térmicas e estruturais; Suporte à tomada de decisão com base em dados. Ao substituir parte da dependência de protótipos físicos por modelos virtuais, as equipes de engenharia conseguem reduzir custos, acelerar ciclos de projeto e aumentar a confiabilidade das soluções propostas. CAD 3D como base para engenharia integrada Antes de qualquer simulação, é essencial que a geometria do sistema seja bem representada. O uso de ferramentas CAD 3D aplicadas a tubulações permite estruturar modelos mais complexos, automatizar tarefas e padronizar projetos em diferentes localidades. Soluções como Solid Edge Piping e Siemens NX contribuem para a criação e o gerenciamento de projetos de tubulação, desenhos de fabricação, PMI, documentação técnica e integração com ambientes PLM. Essa integração é importante porque aproxima as etapas de concepção, documentação, análise e fabricação. Em um fluxo digital mais maduro, o modelo CAD não é apenas uma representação visual. Ele se torna a base para simulações, estudos de variação geométrica, geração de desenhos e avaliação de alternativas de projeto. CFD: entendendo o escoamento antes da operação A Dinâmica dos Fluidos Computacional, ou CFD, permite visualizar e quantificar o comportamento do escoamento dentro da tubulação. Em vez de avaliar apenas valores médios de pressão ou vazão, a engenharia passa a enxergar detalhes locais: regiões de alta velocidade, recirculações, gradientes de pressão, zonas de impacto, variações térmicas e distribuição de fases. Um exemplo simples é o escoamento em uma tubulação com curva em S. A mudança gradual de direção redistribui o perfil de velocidade ao longo da seção transversal. As maiores velocidades tendem a se deslocar para regiões próximas à parte externa das curvas, aumentando gradientes de pressão e perdas de carga em comparação com uma tubulação reta equivalente. Esse tipo de análise é importante porque muitos problemas operacionais nascem de efeitos locais. Uma região com velocidade elevada pode intensificar erosão. Uma área de baixa velocidade pode favorecer deposição ou prejudicar a mistura. Uma geometria aparentemente adequada pode, na prática, criar instabilidades que afetam o desempenho global do sistema. Análises térmicas e efeitos em sistemas submarinos Em aplicações de óleo e gás, especialmente em sistemas submarinos, o comportamento térmico é determinante para a segurança e a continuidade operacional. Durante a inicialização de poços e em regiões com alta queda de pressão, como válvulas e estranguladores, pode ocorrer redução significativa de temperatura por efeito Joule-Thomson. Essa queda térmica pode afetar a parede da tubulação, regiões de vedação e componentes críticos. Temperaturas baixas também aumentam o risco de formação de sólidos no escoamento, como hidratos ou outros depósitos indesejados. A simulação térmica ajuda a responder perguntas essenciais: Qual é a temperatura mínima esperada na parede da tubulação? Quais regiões estão mais expostas a resfriamento intenso? Os materiais selecionados suportam as condições térmicas previstas? Há necessidade de estratégias de mitigação ou injeção química? Modelos simplificados 1D são suficientes ou é necessária análise 3D de alta fidelidade? Com essas respostas, o projeto ganha mais robustez e reduz a probabilidade de falhas durante partida, transientes ou operação contínua. Integração térmica, estrutural e FSI Em muitos casos, não basta avaliar o fluido isoladamente. O escoamento gera campos de pressão e de temperatura que induzem tensões elevadas nas paredes da tubulação. A estrutura, por sua vez, pode deformar e alterar o comportamento do fluido. É nesse ponto que entra a análise de interação fluido-estrutura, conhecida como FSI. Existem duas formas de fazer este acoplamento: One way – a deformação do sólido não afeta o escoamento Two way – a deformação do sólido afeta o escoamento. O solver calcula o escoamento, a deformação e a partir dela, ajusta novamente o escoamento. A integração entre CFD, transferência de calor e análise estrutural permite mapear campos de temperatura do modelo de fluido para o modelo mecânico, reduzindo erros de interpolação e facilitando análises de tensão térmica. Esse fluxo de trabalho é especialmente relevante em coletores, curvas, dutos, equipamentos pressurizados e sistemas submetidos a variações térmicas importantes. Em aplicações multifásicas, a FSI também é útil para avaliar vibração induzida por fluxo. Em sistemas submarinos, como jumpers e manifolds, pressões dinâmicas e regimes instáveis podem gerar fadiga, comprometendo a integridade do equipamento. Com CFD acoplado à análise estrutural, a equipe consegue prever carregamentos dinâmicos, deformações e regiões críticas antes da falha. Meios porosos: filtros, catalisadores e equipamentos compactos Nem todo sistema de tubulação envolve apenas regiões livres de escoamento. Em muitos equipamentos industriais, o fluido atravessa estruturas parcialmente bloqueadas, como filtros, leitos empacotados, catalisadores, serpentinas compactas e filtros de partículas. Nesses casos, modelos de meio poroso representam a resistência imposta pela estrutura sólida ao escoamento. O modelo considera propriedades como porosidade, condutividade térmica, densidade e calor específico para estimar queda de pressão, troca de calor e distribuição de velocidade. Exemplo do modelo de meio poroso usado para uma aplicação de DPF (Filtro de Partículas Diesel) Essa abordagem é especialmente relevante em sistemas de pós-tratamento automotivo, filtros industriais e catalisadores. Em aplicações reativas, como sistemas SCR (Redução Catalítica Seletiva) para redução catalítica seletiva de NOx, o modelo pode incluir pulverização, química heterogênea, catalisador tratado como meio poroso e parâmetros ajustados para representar a conversão química e a relação amônia/NOx. Resultados globais do caso de Abidin et al. com Simcenter STAR-CCM+ O resultado é uma representação realista do desempenho do equipamento, com melhor capacidade de prever eficiência, perda de carga e comportamento térmico ao ser comparado com o experimental, trazendo vantagens no time-to-market e custos com testes físicos. Escoamento multifásico Grande parte dos desafios em tubulações industriais envolve mais de uma fase. Pode haver gás e líquido, líquido e partículas, lama mineral, areia, bolhas, filmes líquidos, gotas ou sólidos em suspensão. Em óleo e gás, por exemplo, a produção de areia em poços pode causar erosão severa em equipamentos submarinos e de superfície. Já em mineração, dragagem e determinados processos industriais, o transporte de lama ou slurry é uma aplicação crítica, pois envolve uma mistura de fluido com partículas sólidas em suspensão, geralmente transportada de forma contínua por longas linhas de tubulação. Esse tipo de escoamento apresenta desafios próprios. A interação fluido-partícula é complexa, a distribuição de sólidos pode ser não uniforme e o comportamento do sistema depende diretamente da velocidade de transporte, do tamanho das partículas, da concentração de sólidos e da geometria da linha. Quando a velocidade é baixa, há risco de deposição, formação de leito e bloqueios. Quando a velocidade é alta, aumentam a perda de carga, o consumo energético e o potencial de erosão nas paredes da tubulação. No caso de lama mineral, a simulação CFD permite prever variáveis importantes para o projeto e a operação, como variação de pressão, concentração de sólidos, velocidade crítica de transporte e regimes de escoamento. Com isso, é possível avaliar se o sistema tende a operar em regime mais homogêneo, heterogêneo ou estratificado, além de identificar regiões com maior risco de deposição, desgaste ou instabilidade operacional. A simulação multifásica permite avaliar: Transporte de sólidos e partículas; Erosão por impacto ou abrasão; Distribuição de concentração de sólidos; Velocidade crítica para evitar deposição; Formação de leito e risco de bloqueio em linhas de slurry; Regimes homogêneos, heterogêneos ou estratificados; Fluxo anular em pipelines; Redistribuição de filmes líquidos em curvas; Estabilidade operacional do sistema. Com modelos como DEM, VOF e abordagens multifásicas Eulerianas, é possível estudar tanto a interação partícula-parede quanto a distribuição de fases contínuas e sólidas. Isso amplia a capacidade de prever regiões críticas de desgaste, deposição, bloqueio, instabilidade e perda de eficiência, apoiando decisões sobre velocidade operacional, diâmetro da tubulação, geometria de curvas e estratégias para reduzir consumo energético e falhas operacionais. Otimização: construir, simular, explorar e avaliar O grande ganho da simulação aparece quando ela deixa de ser usada apenas para validar uma solução única e passa a explorar múltiplas alternativas. Em vez de perguntar se um projeto funciona, a engenharia passa a perguntar qual configuração funciona melhor. Com estudos paramétricos e otimização, é possível avaliar automaticamente diferentes geometrias, diâmetros, curvas, ângulos, aberturas, condições operacionais e combinações de projeto. Ferramentas como o Design Manager integrado ao Simcenter STAR-CCM+ permitem realizar varreduras manuais ou automáticas, estudos de robustez, otimizações, comparações entre variantes e análises de sensibilidade. Essa abordagem ajuda a identificar geometrias que minimizam perdas de carga, reduzem zonas de recirculação, melhoram a distribuição de velocidade e aumentam a eficiência global do sistema. Os benefícios são diretos: Redução do tempo de análise; Avaliação simultânea de múltiplos cenários; Maior compreensão do comportamento do produto ou processo; Decisões mais rápidas e embasadas; Projetos mais robustos; Melhor desempenho operacional; Maior valor extraído de cada ciclo de engenharia. Estudo de caso: otimização de filtro de manga Apresentamos um estudo de caso envolvendo um sistema de filtro de manga, equipamento utilizado em processos industriais para controle de emissões particuladas em setores como mineração, cimento, siderurgia e processos químicos. O estudo utilizou o Design Manager acoplado ao Simcenter STAR-CCM+ para parametrização e otimização geométrica. A geometria foi configurada para permitir a avaliação de diferentes cenários construtivos e operacionais, incluindo: Variação do diâmetro das tubulações; Utilização de venezianas; Alteração das dimensões das venezianas; Avaliação de diferentes ângulos de abertura, como totalmente aberta, abertura em 30° e totalmente fechada. Ao todo, foram analisadas 36 configurações. A comparação simultânea dos cenários permitiu avaliar variáveis de interesse, visualizar o comportamento térmico e entender o impacto de cada alteração geométrica no desempenho do sistema. O melhor design avaliado apresentou veneziana de 95 cm com abertura de 30°, tubulação com raio de 26 cm e redução térmica de aproximadamente 3 °C ao longo da linha de tubulação. Mais do que o valor absoluto da redução térmica, o estudo evidencia o papel estratégico da automação de simulações. Com a parametrização, a equipe conseguiu comparar vários cenários, reduzir o tempo de análise e aumentar a confiabilidade da tomada de decisão. O papel da CAEXPERTS na digitalização da engenharia A CAEXPERTS atua com simulação computacional, engenharia aplicada e implementação de soluções tecnológicas, apoiando empresas na resolução de desafios industriais com foco em inovação, competitividade e retorno sobre investimento em CAE. Como parceira e revendedora oficial das soluções Siemens Digital Industries Software, a CAEXPERTS contribui para a transformação digital da engenharia por meio da combinação entre conhecimento prático, tecnologia de ponta e suporte técnico especializado. Além do fornecimento das soluções, atuamos na implementação das ferramentas e no desenvolvimento de metodologias para maximizar resultados e acelerar a maturidade digital das empresas. Um dos diferenciais da CAEXPERTS está na forma como conduzimos a implementação das soluções. Contamos com uma equipe multidisciplinar composta por especialistas de diferentes áreas da engenharia, oferecendo suporte técnico contínuo e alinhado aos desafios reais da indústria. Além disso, desenvolvemos o primeiro projeto em conjunto com o cliente, promovendo a transferência de conhecimento prático para a equipe interna e acelerando a curva de aprendizado. Essa abordagem permite maior autonomia operacional, reduz riscos de implementação e potencializa o retorno sobre o investimento realizado em tecnologia e engenharia digital. No contexto de tubulações industriais, isso significa apoiar empresas em diferentes etapas do processo: desde a modelagem CAD e preparação de geometria até simulações CFD, análises térmicas, escoamentos multifásicos, interação fluido-estrutura, otimização e avaliação de integridade. Conclusão Projetar tubulações industriais é equilibrar desempenho, segurança, custo, eficiência energética e confiabilidade. Em sistemas cada vez mais complexos, decisões baseadas apenas em experiência prévia ou cálculos simplificados podem deixar de capturar fenômenos locais importantes. A simulação computacional permite enxergar o comportamento real do sistema com mais profundidade. Ela antecipa falhas, reduz incertezas, compara alternativas, orienta escolhas de projeto e acelera a tomada de decisão. Ao integrar ferramentas como CFD, análise térmica, DEM, FSI, modelos multifásicos, meios porosos e otimização, a engenharia passa a construir soluções mais robustas, mais rápidas e com melhor custo-benefício. Se a sua empresa enfrenta desafios com perda de carga, erosão, deposição, vibração, aquecimento, resfriamento, transporte de sólidos ou otimização de sistemas de tubulação, a CAEXPERTS pode apoiar sua equipe na aplicação da simulação como ferramenta estratégica para melhorar resultados industriais. Sobre o apresentador O webinar foi apresentado por Marcus de Castro Neves, Engenheiro Mecânico, M.Sc. e Especialista CAE. Marcus possui ampla experiência na aplicação de simulação computacional para desafios de engenharia industrial, com atuação em análises CFD, escoamentos multifásicos, transferência de calor, sistemas de combustão, interação fluido-estrutura e otimização de sistemas. Além disso, Marcus é certificado pela Siemens Xcelerator Academy como Certified Simcenter STAR-CCM+ CFD Professional 2025, reforçando sua qualificação técnica no uso de uma das principais plataformas de simulação multifísica do portfólio Siemens. Quer avaliar um desafio real de tubulação, erosão, perda de carga, escoamento multifásico ou otimização de projeto na sua empresa? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como nossas soluções em simulação computacional, CFD, análises térmicas e otimização podem transformar desafios operacionais em decisões estratégicas, reduzindo riscos, custos e acelerando resultados com tecnologia Siemens e expertise aplicada à engenharia. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Em em vídeo recente da Siemens de dicas e truques do software Designcenter™ NX™, foi explorado como a Modelagem Síncrona permite modificar geometrias 3D de forma rápida e eficiente. Esse conjunto de comandos torna incrivelmente fácil implementar alterações rápidas no projeto sem a necessidade de entender como um modelo foi originalmente construído, aumentando drasticamente sua produtividade, mesmo em grandes montagens. Confira o vídeo abaixo ou role a página para baixo para saber mais sobre como aproveitar os comandos de Modelagem Síncrona para fazer alterações de projeto rápidas e flexíveis em seus modelos e montagens. Mover Face – Reposicione a Geometria com Facilidade Uma das principais funcionalidades da Modelagem Síncrona do Designcenter NX é a capacidade de manipular diretamente a geometria, e o comando Mover Face é um exemplo perfeito disso. Em vez de revisar o histórico de modelagem ou reconstruir recursos, o Mover Face permite selecionar qualquer face e reposicioná-la instantaneamente. Você pode clicar e arrastar usando as setas direcionais para ajustar a distância ou o ângulo interativamente, ou digitar manualmente valores precisos diretamente na janela de comando. Figura 1: Recurso de comando Mover Face mostrando a capacidade de deslocar uma Face selecionada Figura 2: Recurso de comando Mover Face, mostrando a capacidade de ajustar o ângulo de uma face selecionada O comando Mover Face oferece controle direto e intuitivo sobre a geometria, sem necessidade de histórico. Essa flexibilidade torna o Mover Face uma ferramenta ideal para iterações rápidas de projeto. Seja para deslocar uma superfície em alguns milímetros ou ajustar o ângulo de um elemento, o comando se adapta ao seu fluxo de trabalho, colocando você no controle total do seu projeto sem complexidade desnecessária. Comando para redimensionar o furo Ao trabalhar com componentes que contêm vários furos, manter a consistência é fundamental. O comando Redimensionar Furo, dentro da Modelagem Síncrona, permite que os usuários editem e redimensionem rapidamente os furos diretamente na geometria. Após selecionar uma face com furo, a janela de comando exibe a guia Localizador de Faces, onde a opção Localizar Clone pode ser encontrada. Esse recurso poderoso, combinado com o comando Redimensionar Furo, permite selecionar e editar vários furos simultaneamente, economizando tempo e garantindo a consistência em todo o modelo. Figura 3: Demonstração do comando Redimensionar Buraco com filtragem de seleção de clones Figura 4: Comando Redimensionar Furo demonstrando a edição simultânea de quatro furos separados Essa funcionalidade atua como um filtro de seleção inteligente, identificando e agrupando automaticamente furos idênticos para que você possa editá-los todos simultaneamente em uma única operação. Em vez de modificar cada furo individualmente, você pode fazer uma única alteração que se propaga por todas as instâncias correspondentes, garantindo uniformidade e reduzindo drasticamente o tempo gasto em edições repetitivas. Substituir Face – Alcançando Simetria e Geometria Limpa Muitas vezes, os projetos exigem um nível de simetria ou uniformidade que pode ser difícil de alcançar com os métodos de modelagem tradicionais. O comando "Substituir Face" da Modelagem Síncrona resolve esse problema, permitindo que os usuários substituam faces selecionadas por outras faces selecionadas, combinando ou remodelando a geometria para produzir modelos mais limpos e simétricos. O comando "Substituir Face" simplifica o processo de obtenção de geometria simétrica e uniforme sem a necessidade de reconstruir elementos do zero. Este comando é particularmente útil ao trabalhar com geometrias importadas ou modelos sem histórico de recursos, onde as ferramentas tradicionais de simetria podem não estar disponíveis. Ao substituir faces diretamente, você pode alinhar rapidamente seu modelo com a sua intenção de projeto, independentemente de como ele foi originalmente construído. Excluir Face Às vezes, a alteração de design mais eficaz é a remoção de geometria desnecessária. O comando "Excluir Face" da Modelagem Síncrona permite que os usuários removam faces selecionadas de um componente, resultando em uma peça mais limpa e suave. Em vez de suprimir recursos ou editar uma árvore de histórico, você pode simplesmente selecionar as faces que deseja remover e excluí-las diretamente. O comando "Excluir Face" otimiza seus componentes removendo faces indesejadas, produzindo uma geometria suave e limpa com apenas alguns cliques. Figura 5: Comando Excluir Face em ação Figura 6: Resultados do comando Excluir Face, que remove geometria desnecessária Essa abordagem direta facilita a limpeza de modelos importados, a remoção de recursos obsoletos ou a simplificação da geometria para processos subsequentes, tudo sem a necessidade de compreender ou navegar pelo histórico de modelagem original. Redimensionar padrão – Ajuste os padrões instantaneamente Ao trabalhar com elementos padronizados, como furos para parafusos, o comando Redimensionar Padrão, dentro da Modelagem Síncrona, oferece uma maneira rápida e intuitiva de modificar tanto o layout quanto a quantidade de um padrão. Acessível através do menu suspenso Mais, no grupo Modelagem Síncrona, este comando permite que você simplesmente selecione uma das faces dentro do padrão, e o Designcenter NX reconhecerá e carregará automaticamente o padrão completo para edição. O comando Redimensionar Padrão detecta e carrega automaticamente padrões existentes, permitindo ajustar a contagem e a distância entre os pontos de forma rápida e eficiente. Figura 7: Janela de comando do recurso Redimensionar Padrão, identificando padrões anteriores Figura 8: Novo padrão gerado para o recurso Redimensionar Padrão A partir daí, você pode ajustar parâmetros importantes, como a contagem e a distância entre os tons, visualizar as alterações usando a opção Mostrar Resultados e confirmar ou descartar a atualização conforme necessário. Esse nível de flexibilidade garante que as modificações nos padrões possam ser feitas de forma rápida e precisa. Radiar Face — Geometria Deslocada ao Longo do Eixo de Revolução Para componentes com geometria rotacional, o comando Radiar Face na Modelagem Síncrona oferece uma maneira especializada e altamente eficaz de deslocar faces. Ao contrário de um deslocamento padrão que move as faces perpendicularmente à sua superfície, o Radiar Face desloca a geometria perpendicularmente ao eixo de revolução, tornando-se a ferramenta ideal para manter a integridade de recursos cilíndricos e rotacionados durante alterações de projeto. Esse recurso permite a modelagem adequada de contração e material usinado, além de possibilitar geometrias de ajuste por interferência ou prensagem. O comando Radiar Face garante que os deslocamentos em geometrias rotacionadas permaneçam precisos e consistentes, referenciando o eixo de revolução em vez da normal da face. Figura 9: Comando Radiar Face mostrando o deslocamento de uma geometria normal ao eixo de revolução Ao selecionar as faces que deseja ajustar e especificar a distância de deslocamento desejada, o Designcenter NX lida com a complexidade do cálculo de deslocamento, garantindo que sua geometria permaneça precisa e bem definida durante toda a modificação. Resumo da Modelagem Síncrona A modelagem síncrona no Designcenter NX representa uma abordagem fundamentalmente diferente e mais flexível para a modificação de projetos. Ao trabalhar diretamente com a geometria em vez do histórico de recursos, esses comandos Mover Face, Redimensionar Furo, Substituir Face, Excluir Face, Redimensionar Padrão e Radiar Face permitem que os usuários façam alterações de projeto rápidas, precisas e confiáveis ​​em qualquer modelo ou montagem, independentemente de sua origem. Seja para refinar um modelo importado, fazer iterações rápidas em um projeto existente ou gerenciar alterações em uma grande montagem, a Modelagem Síncrona garante que seu fluxo de trabalho permaneça eficiente, flexível e totalmente sob seu controle. A Modelagem Síncrona do Designcenter NX transforma a forma como as equipes de engenharia realizam alterações de projeto, trazendo mais agilidade, flexibilidade e produtividade mesmo em montagens complexas. Quer descobrir como aplicar esses recursos no seu fluxo de trabalho e acelerar seus processos de desenvolvimento? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e veja como podemos ajudar sua empresa a extrair o máximo do Designcenter NX. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Edição colaborativa de fluxos de trabalho em tempo real para equipes de engenharia As equipes de engenharia atuais estão sob constante pressão para explorar mais alternativas de design, mais rapidamente — tudo isso enquanto gerenciam sistemas multidisciplinares cada vez mais complexos. No entanto, a colaboração muitas vezes se torna o gargalo. Fluxos de trabalho desconectados, falta de visibilidade em tempo real e gerenciamento fragmentado de recursos computacionais dificultam que equipes distribuídas trabalhem juntas de forma eficiente e confiável. O Simcenter HEEDS Connect 2604 enfrenta esses desafios de frente. Esta versão apresenta recursos inovadores para edição colaborativa em tempo real, exploração de projetos acelerada por IA e gerenciamento centralizado de recursos computacionais, permitindo que as equipes explorem, iterem e decidam juntas — online e em tempo real. Repleto de melhorias poderosas, o Simcenter HEEDS Connect 2604 transforma a maneira como as equipes de engenharia colaboram. Seja para criar modelos de sistemas multidisciplinares, executar estudos exploratórios orientados por IA ou coordenar fluxos de trabalho complexos entre organizações, esta versão elimina os atritos na colaboração e acelera os resultados. Agora, as equipes podem editar fluxos de trabalho em conjunto, em tempo real, alinhar decisões instantaneamente e passar da exploração à obtenção de insights mais rapidamente do que nunca. Criação colaborativa de fluxos de trabalho em tempo real — além da edição de parâmetros O Simcenter HEEDS Connect 2604 oferece recursos abrangentes de criação de fluxos de trabalho que vão muito além da simples edição de parâmetros: Edição estrutural de fluxos de trabalho: Modifique grupos, análises e conexões diretamente na interface web. Configurações específicas do portal: configure definições específicas de análise para seus fluxos de trabalho sem sair do ambiente colaborativo. Configuração do loop: Edite as configurações de execução e saída do loop com persistência imediata para todos os usuários. Colaboração em tempo real: Sincronização instantânea para garantir consistência em toda a sua equipe. Integração perfeita com o Simcenter HEEDS MDO: as alterações feitas no Simcenter HEEDS Connect são refletidas imediatamente no Simcenter HEEDS MDO, mantendo o alinhamento perfeito entre os ambientes. Agora, as equipes de engenharia podem moldar colaborativamente as estruturas de fluxo de trabalho, responder instantaneamente às necessidades em constante evolução e refinar continuamente seus processos de exploração de design — tudo diretamente no ambiente web. Isso representa um salto significativo em direção ao gerenciamento de fluxo de trabalho totalmente nativo da nuvem, oferecendo a agilidade da nuvem sem sacrificar o poder e a flexibilidade dos quais os engenheiros dependem. Avalie sistemas multidisciplinares com um único clique Projetar sistemas complexos com disciplinas interconectadas sempre foi um desafio. Como avaliar a resposta de um sistema multidisciplinar onde os resultados de uma disciplina influenciam outra? Como propagar variáveis ​​e arquivos através de uma hierarquia de análises interconectadas? O Simcenter HEEDS Connect 2604 apresenta a Matriz de Avaliação, uma nova e poderosa funcionalidade que transforma a análise de sistemas multidisciplinares. Anteriormente, os engenheiros precisavam coordenar manualmente vários estudos e transferir dados entre eles — um processo demorado e propenso a erros. A Matriz de Avaliação elimina esse atrito, permitindo análises em nível de sistema com propagação automática de variáveis. As principais funcionalidades incluem: Eficiência integrada: A propagação de variáveis ​​feed-forward propaga automaticamente os resultados de estudos de nível superior para as entradas de estudos dependentes. Mantenha a consistência: o gerenciamento de variáveis ​​compartilhadas vincula entradas em vários estudos em todo o seu sistema. Execução com um clique: Execute toda a sua análise de sistema multidisciplinar com um único clique — sem ciclos iterativos, apenas uma avaliação hierárquica clara. Obtenha insights mais profundos: A análise simplificada do sistema permite avaliar a resposta de disciplinas interconectadas de forma eficiente, compreendendo como o sistema se comporta como um todo. Avalie sistemas multidisciplinares complexos com confiança, eliminando a transferência manual de dados e possibilitando uma verdadeira exploração do projeto em nível de sistema. Visualize e gerencie estudos acelerados por IA O Simcenter HEEDS Connect 2604 introduz uma integração abrangente de preditores de simulação de IA, tornando os estudos acelerados por IA totalmente visíveis e gerenciáveis ​​no ambiente colaborativo da web. Explore designs e configurações aprimoradas: Distinção clara de design: filtre e visualize designs previstos versus simulados em tabelas de banco de dados e gráficos de dispersão com cores personalizadas. Informações completas sobre o modelo: Visualize os parâmetros do modelo de previsão, incluindo projetos iniciais, modelos de treinamento, níveis de previsão e configurações de confiança das restrições. Edição de parâmetros agrupados: revise os parâmetros de boost em várias análises simultaneamente. Visualização de entrada/saída: Explore as entradas e saídas disponíveis e selecionadas para cada análise otimizada. Comparação de seleção múltipla: Selecione vários itens com valor agregado e compare suas propriedades simultaneamente, com os valores comuns exibidos de forma clara. Agora, os engenheiros podem aproveitar ao máximo os recursos de previsão de simulação por IA do Simcenter HEEDS Connect, acelerando os ciclos de exploração de projetos e mantendo total visibilidade das configurações do modelo e da precisão da previsão. Gerenciamento centralizado de recursos computacionais O Simcenter HEEDS Connect 2604 apresenta o Catálogo de Recursos Gerenciados, transformando a maneira como as organizações gerenciam e implantam recursos computacionais em equipes de engenharia: Definições controladas pelo administrador: Os administradores do Simcenter HEEDS Connect podem definir e manter recursos de computação em um catálogo central acessível a todos os usuários. Elimine erros de configuração: os recursos gerenciados vêm com análises predefinidas das configurações do portal, eliminando erros de configuração. Compartilhado entre todos os usuários do HEEDS MDO: Os recursos definidos no Simcenter HEEDS Connect podem ser utilizados por todos os usuários do Simcenter HEEDS MDO em sua organização. Defina uma vez, aplique em todos os lugares: Elimine definições duplicadas e mantenha as configurações de recursos em diferentes instalações. Redução de erros de configuração: Configurações de recursos padronizadas eliminam inconsistências causadas por cópias desalinhadas. Mantenha configurações consistentes de recursos computacionais em todas as organizações de engenharia, reduzindo erros e simplificando o gerenciamento de recursos para todos. Licenciamento baseado em nuvem com licenças de usuário nomeadas O Simcenter HEEDS Connect 2604 integra o portfólio de Licenças de Usuário Nomeado do Simcenter, trazendo recursos de licenciamento baseados em nuvem para a plataforma colaborativa de exploração de projetos: Suporte centralizado ao usuário: Sessão centralizada exclusiva para cada operação do usuário, permitindo que vários usuários trabalhem simultaneamente sem conflitos. Gerenciamento de sessões: Visualize as datas de expiração das sessões com identificadores seguros e revogue sessões diretamente do Simcenter HEEDS Connect. Integração perfeita com a nuvem: Aproveite a facilidade de uso do licenciamento por usuário nomeado com gerenciamento automático de sessões. Licenciamento em nuvem do Simcenter: O Simcenter HEEDS Connect agora está alinhado com a infraestrutura de licenciamento em nuvem mais ampla do Simcenter. As equipes agora podem acessar o Simcenter HEEDS Connect com a mesma conveniência de licenciamento baseado em nuvem que desfrutam em todo o portfólio Simcenter, com suporte robusto e centralizado para usuários simultâneos. Em resumo O Simcenter HEEDS Connect 2604 representa um avanço significativo para equipes de engenharia comprometidas com o aprimoramento de suas capacidades de exploração colaborativa de projetos: Edição abrangente do fluxo de trabalho com colaboração em tempo real Avaliação multidisciplinar de sistemas com a nova Matriz de Avaliação Exploração de design acelerada por IA com integração completa de previsão de simulação por IA Gestão centralizada de recursos com o Catálogo de Recursos Gerenciados. Licenciamento baseado em nuvem com suporte para Licença de Usuário Nomeado. Como líder em soluções de simulação e teste, a Siemens continua a desenvolver recursos de engenharia colaborativa que ajudam equipes dos setores aeroespacial, automotivo e de equipamentos industriais a acelerar a inovação. Seja para colaborar em fluxos de trabalho complexos, avaliar sistemas multidisciplinares, aproveitar previsões de IA ou gerenciar recursos computacionais em toda a sua organização, o Simcenter HEEDS Connect 2604 permite que você explore possibilidades mais rapidamente, trabalhe em conjunto de forma integrada e entregue projetos melhores — tudo isso com uma colaboração mais inteligente na nuvem. Transforme a colaboração da sua equipe de engenharia com o Simcenter HEEDS Connect 2604. Com edição de fluxos de trabalho em tempo real, integração de IA e gerenciamento centralizado de recursos, sua empresa pode acelerar decisões e otimizar projetos multidisciplinares com muito mais eficiência. Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar essas inovações na prática para impulsionar seus resultados. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Otimização de projeto modernizada com substitutos de IA, gerenciamento de recursos simplificado e integração de simulação aprimorada Este blog descreve como a versão mais recente do Simcenter HEEDS 2604 acelera os fluxos de trabalho de otimização de projetos para engenheiros que trabalham com simulações eletromagnéticas de alta frequência, CFD e otimização multidisciplinar, oferecendo gerenciamento mais rápido de recursos computacionais, modelos substitutos com inteligência artificial e integrações de simulação aprimoradas. Gerenciamento de recursos computacionais reinventado Projetos de otimização frequentemente exigem recursos computacionais significativos. Gerenciar dispositivos remotos, agendadores, serviços em nuvem e execução local era uma tarefa árdua – até agora. O novo catálogo de recursos O Simcenter HEEDS 2604 reformula a experiência do usuário para execução distribuída, modernizando os recursos de execução remota em um novo Catálogo de Recursos que transforma a maneira como você gerencia e implanta recursos de computação: Criação de recursos com um clique: configure qualquer tipo de recurso com apenas alguns cliques. Catálogos gerenciados: Faça o download de recursos gerenciados pré-configurados do Simcenter HEEDS Connect para uso imediato ou personalize-os copiando-os para seu catálogo local e modificando as configurações bloqueadas. Itens de submissão múltiplos: Crie vários itens de submissão no mesmo dispositivo usando submissão direta, PBS, LSF, SLURM, MSHPC ou agendadores personalizados – todos com parâmetros padrão configurados automaticamente. Modelos de tarefas pré-configurados para Rescale: Aproveite o poder de computação em nuvem do Rescale com IDs de modelos de tarefas pré-configurados que o Simcenter HEEDS clona automaticamente. Acesso fácil aos recursos: Selecione recursos predefinidos diretamente na guia Processo, com filtragem inteligente para exibir apenas os recursos com propriedades específicas do portal. Configuração persistente: Unidades locais e remotas mapeadas significam que você não precisa redefinir os caminhos novamente – sua configuração de recursos é mantida em todos os seus projetos do Simcenter HEEDS. A vantagem? Chega de reconfiguração tediosa de recursos. Implante análises em diversos ambientes computacionais com confiança e consistência. Otimização do uso de recursos para estudos que não envolvem otimização Análises rápidas em estudos de planejamento de experimentos podem sobrecarregar os recursos e consumir uma quantidade significativa de espaço em disco. O Simcenter HEEDS 2604 oferece a opção de maior controle sobre a alocação de recursos durante a execução de estudos de planejamento de experimentos (DOE), robustez e confiabilidade (R&R) e avaliação. A nova opção de alocação de recursos ajuda a equilibrar a eficiência computacional com o gerenciamento de espaço em disco, de acordo com as necessidades específicas do seu estudo. Controle de recursos opcional: Impede que estudos não otimizados consumam inesperadamente recursos excessivos de armazenamento e execução. Um construtor de redes neurais modernizado com recursos aprimorados O Simcenter HEEDS 2604 introduz um construtor de Redes Neurais modernizado no Simcenter HEEDS POST, que torna os modelos substitutos baseados em IA mais rápidos de treinar e fáceis de integrar em fluxos de trabalho de otimização. Explore o Construtor de Redes Neurais aprimorado O Simcenter HEEDS 2604 traz um construtor de Redes Neurais modernizado. Veja as novidades: Treinamento acelerado por GPU: Reduza significativamente o tempo de treinamento do modelo com a aceleração por GPU, permitindo um desenvolvimento mais rápido de modelos substitutos para fluxos de trabalho de otimização. Parada antecipada automática: evita o sobreajuste, pois o sistema interrompe automaticamente o treinamento assim que o modelo converge. Integração perfeita com o fluxo de trabalho: Exporte suas redes neurais treinadas para seu fluxo de trabalho de otimização com um único clique. Compatibilidade com o formato ONNX: Os modelos são salvos automaticamente no formato ONNX para máxima compatibilidade e portabilidade. Comparação e extensão fáceis: Salve, avalie e compare seus modelos treinados com outros modelos substitutos no Simcenter HEEDS POST sem esforço. Precisa refinar seu modelo? Simplesmente estenda ou continue o treinamento sem precisar começar do zero. Agora, os engenheiros podem substituir facilmente análises computacionalmente dispendiosas por substitutos precisos de redes neurais, acelerando os ciclos de otimização e mantendo a fidelidade exigida por seus projetos. Monitore a convergência do seu estudo com múltiplos objetivos Projetar produtos com objetivos conflitantes é sempre um desafio. Como saber se sua otimização de Pareto multiobjetivo está realmente convergindo? Como saber quando soluções viáveis ​​surgiram? E o que fazer se você precisar justificar um orçamento computacional adicional para as partes interessadas? Apresentando o gráfico de convergência de Pareto O Simcenter HEEDS 2604 apresenta o gráfico de convergência de Pareto, um novo e poderoso recurso de análise em tempo real que transforma a maneira como você monitora estudos multiobjetivo. Acompanhe o comportamento da convergência durante a execução da otimização e tome decisões informadas instantaneamente. As principais funcionalidades incluem: Monitoramento da convergência: Acompanhe a evolução das soluções de Pareto ao longo dos ciclos de otimização para avaliar a eficácia da convergência e determinar se um orçamento computacional adicional é justificado – tudo isso enquanto o estudo está em andamento. Detecção de viabilidade: Veja exatamente quando surgem soluções viáveis. Monitore a convergência de seus estudos multiobjetivo, eliminando suposições e possibilitando decisões mais inteligentes na alocação do orçamento de otimização. Análise e otimização automatizadas de ponta a ponta do Altair Feko O Simcenter HEEDS 2604 introduz um conjunto de novos portais Altair Feko que oferecem recursos abrangentes de otimização para simulações eletromagnéticas de alta frequência: Fluxo de trabalho integrado: Configure processos completos do CADFEKO, Feko Solver e POSTFEKO diretamente no Simcenter HEEDS, com a capacidade de executar cada portal em um recurso de computação separado, otimizando assim o tempo de resposta. Visualização avançada: Obtenha insights mais profundos com arquivos de visualização abrangentes para uma análise detalhada dos resultados. Exploração interativa de dados: Aproveite os formatos de plotagem específicos do Simcenter HEEDS com pontos de dados que aparecem ao passar o cursor sobre eles para obter insights detalhados e interativos sobre os resultados da sua otimização. Agora, os usuários do Altair Feko podem otimizar antenas, componentes de RF e outros dispositivos eletromagnéticos de alta frequência com facilidade. Portais aprimorados do Ansys Fluent e Fluent Meshing Para engenheiros que trabalham com o Ansys Fluent, o Simcenter HEEDS 2604 traz melhorias significativas, impulsionadas pela API Python do Fluent. A nova e aprimorada integração com o Fluent inclui: Processo de projeto simplificado: Realize modificações de geometria, remalhamento e substituição de malha/zona, tudo dentro de uma estrutura paramétrica robusta. Geometria e malha integradas: Passe da geometria para a simulação CFD em um fluxo de trabalho coeso. Utilize os novos portais Fluent para executar fluxos de trabalho completos de projeto paramétrico para CFD. Análise mais rápida para Siemens Designcenter (NX) e Simcenter 3D Você trabalha com projetos grandes e complexos do Siemens Designcenter (antigo NX) ou do Simcenter 3D? O Simcenter HEEDS 2604 facilita a integração dos seus modelos. Esta nova versão oferece uma solução para grandes e complexos desafios de projeto no Siemens Designcenter (NX) e no Simcenter 3D, com melhorias significativas na análise sintática que transformam a experiência de trabalho com modelos de escala empresarial. Análise sintática mais rápida: Utilizando uma nova abordagem de análise sintática baseada em grupos, o Simcenter HEEDS 2604 consegue processar modelos com milhares de expressões de forma significativamente mais rápida. Em resumo O Simcenter HEEDS 2604 representa um avanço significativo para engenheiros e organizações comprometidas com o aprimoramento de suas capacidades de otimização de projetos: Catálogo de recursos centralizado para configuração simplificada de recursos Rede Neural Modernizada com integração aprimorada Rastreamento da convergência de Pareto em tempo de execução com nova ferramenta de plotagem Suporte expandido para simulação com integração do Feko e portal Fluent aprimorado. Como líder em soluções de simulação e teste, a Siemens continua a desenvolver recursos de engenharia colaborativa que ajudam equipes dos setores aeroespacial, automotivo e de equipamentos industriais a acelerar a inovação. Seja para otimizar antenas, fluxo de fluidos, projetos estruturais ou sistemas multifísicos complexos, o Simcenter HEEDS 2604 permite explorar possibilidades mais rapidamente, tomar decisões mais seguras e entregar projetos melhores — tudo isso trabalhando de forma mais inteligente, não mais árdua. Pronto para acelerar seus resultados com otimização orientada por IA e simulações integradas? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar o Simcenter HEEDS 2604 no seu fluxo de engenharia, reduzindo custos computacionais, ganhando velocidade nas análises e elevando a qualidade das suas decisões de projeto. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Sistemas rotativos, como turbinas a gás, são usados ​​para geração de energia na indústria energética ou propulsão na indústria aeroespacial e estão sujeitos a condições extremas, com altas temperaturas e cargas elevadas. Sob tais condições, defeitos induzidos durante o processo de fabricação podem ter efeitos catastróficos no desempenho de uma peça. Quando há um desequilíbrio na carga externa ou quando imperfeições internas afetam a simetria do sistema, podem ocorrer vibrações que, dependendo da velocidade de rotação e das características intrínsecas do sistema, podem danificar a peça ou todo o conjunto. A deformação térmica (empenamento térmico) de uma turbomáquina surge na presença de um gradiente de temperatura vertical, induzido pelo processo de resfriamento após o desligamento do motor. Quando o motor é reiniciado, o empenamento do rotor pode ser responsável por altas vibrações no motor e deve ser cuidadosamente analisado. O empenamento também pode ser causado por forças estáticas ou pressão. Em um sistema desse tipo, podemos esperar vibrações quando a estrutura se deforma devido à temperatura e à carga estática. Mas as vibrações de cada parte rotativa também podem ser causadas por imperfeições, como a excentricidade do centro de massa de um disco com pás. Turbina a gás onde o rotor de alta pressão (parte externa no centro) gira três vezes mais rápido que o compressor e a turbina (parte interna). As pás são modeladas por inércia concentrada no eixo do rotor Além disso, muitos sistemas rotativos são compostos por componentes diferentes que não giram na mesma velocidade. Por exemplo, em uma turbina a gás, os estágios de turbina e compressor de alta pressão podem girar três vezes mais rápido do que os estágios de turbina e compressor de baixa pressão. Deve-se, portanto, entender como os defeitos dependentes da velocidade de rotação serão considerados na resposta harmônica. Neste post, aborda-se dois cenários importantes na resposta harmônica: o desequilíbrio dinâmico induzido por uma forma deformada (arqueamento térmico) e múltiplos desequilíbrios em diferentes partes rotativas. Quando a deformação térmica e estática induz vibrações em uma estrutura rotativa Sistemas rotativos frequentemente são submetidos a condições extremas de temperatura, pressão ou cargas que podem gerar vibrações. Além disso, a dinâmica pode ser afetada por defeitos no rotor decorrentes da fabricação, como a distribuição não uniforme de massa ou o desalinhamento do eixo. Neste post, veremos como as condições externas que causam deformação no rotor influenciam o comportamento vibracional do sistema. A curvatura induzida pela curvatura térmica deforma a estrutura, tornando-a assimétrica em relação ao eixo do rotor. Essa deformação desloca a massa, de modo que ela deixa de estar uniformemente distribuída ao redor do eixo do rotor. As excentricidades em relação ao eixo do rotor induzem cargas desequilibradas que são proporcionais ao quadrado da velocidade de rotação. No exemplo acima (1), um sistema rotativo é composto por dois rotores: o rotor de Alta Pressão gira 3 vezes mais rápido que o rotor de Baixa Pressão. O sistema é modelado por elementos de Fourier 2D (modelo axisimétrico com harmônicos de Fourier), que é a melhor alternativa aos modelos 3D, em termos de precisão e tempo de CPU. As condições externas são tais que uma força estática deforma os rotores na forma de um arco. (2) A forma de arco quebra a simetria do rotor em torno do eixo de rotação. Consequentemente, induz naturalmente um desequilíbrio em ambos os rotores que é igual a: Massa x ecc x Ω 2 Onde Ω é a velocidade de rotação de cada rotor e ecc é a excentricidade deduzida da forma deformada. Esses desbalanceamentos em ambos os rotores causam vibrações em todo o sistema, que podem ser estudadas nas faixas de frequência de operação, para garantir que os níveis de vibração sejam aceitáveis. As vibrações são representadas para uma frequência e harmônico selecionados em (3), e o gráfico de órbita em (4) pode reproduzir a vibração total do sistema para uma localização e frequência selecionadas. Agora, mais adiante neste blog será abordado como o software pode gerenciar cargas desbalanceadas que correspondem a diferentes velocidades de rotação. Imperfeições nas partes rotativas induzem cargas indesejáveis ​​no sistema rotativo Os defeitos iniciais provenientes do processo de fabricação são independentes da carga externa aplicada à estrutura. No entanto, eles induzem cargas na estrutura que resultam em vibrações. Dentre os cenários típicos em dinâmica de rotores que requerem testes, a simulação de defeitos de desbalanceamento é a principal prioridade para os engenheiros. Um defeito de desbalanceamento ocorre quando os centros de massa e geométrico não coincidem. O desbalanceamento cria uma carga que é amplificada com a velocidade de rotação do rotor Ω, proporcionalmente a Ω2. No vídeo abaixo, o sistema rotativo desbalanceado montado em mancais flexíveis pode apresentar amplitudes de vibração muito altas durante a rotação, especialmente em determinadas velocidades. Os picos na resposta correspondem às velocidades críticas indesejadas do sistema. Múltiplos harmônicos na resposta de frequência Em um conjunto formado por vários rotores girando em velocidades diferentes, podem existir múltiplos defeitos de desequilíbrio, cada um induzindo forças que estão ligadas a diferentes velocidades de rotação e, consequentemente, a diferentes frequências. Ao estudar a resposta harmônica, os engenheiros estão interessados ​​no comportamento do sistema durante um ciclo completo, em uma faixa de frequências (ou velocidades de rotação). Com um único defeito, a equação do movimento é resolvida para uma única frequência ω: ou definindo a matriz de rigidez dinâmica Z(Ωω)q(ω)=g(ω) Agora, para múltiplos defeitos correspondentes a diferentes velocidades de rotação, o Simcenter 3D Rotor Dynamics utiliza múltiplos harmônicos simultaneamente para resolver a simulação. Cada harmônico corresponde à frequência individual (velocidade de rotação) de cada rotor. A equação (5.1) torna-se um sistema de equações a serem resolvidas, para diferentes frequências ω. Quando os rotores são axissimétricos, as equações do sistema não estão acopladas, de modo que todo o conjunto pode ser resolvido em um referencial fixo, com o comportamento dos mancais representado por funções lineares. Em uma simulação que utiliza múltiplos harmônicos, os resultados são apresentados para cada harmônico individual ω1, ω2,… , tornando o pós-processamento menos intuitivo em comparação com o caso mono-harmônico. Felizmente, é possível recombinar os resultados de todos os harmônicos no domínio do tempo por meio de gráficos de órbita para um ou vários ciclos, a fim de exibir o resultado final. No exemplo dos rotores duplos, onde os desequilíbrios foram deduzidos da forma deformada, foram utilizados dois harmônicos (ω1 e ω2 ) de acordo com as duas velocidades do rotor Ω1 para o rotor de baixa pressão e Ω2 =3Ω1 para o rotor de alta pressão. Para cada frequência de referência, o resultado do deslocamento na direção Y para os harmônicos ω1 e ω2 é mostrado na figura abaixo. Tendo identificado o pico de deslocamentos em ω1 = 55 Hz, pode-se verificar a vibração total combinando os dois harmônicos para o deslocamento nas direções X e Y (perpendiculares ao eixo do rotor): X (t) = X ω1 e i (w1 t + φ 1) + X ω2 e i (w2 t + φ 2) Y (t) = Y ω1 e i (w1 t + φ 1) + Y ω2 e i (w2 t + φ 2) Onde (Xω1, Yω1 ) e (Xω2, Yω2 ) são as vibrações calculadas nos harmônicos 1 e 2, respectivamente. Um ponto no eixo de um rotor que está ligado a um rotor de alta pressão pode ser representado por um gráfico de órbita (X(t), Y(t)). Onde, um período na frequência de referência do primeiro rotor (baixa pressão) corresponde a 3 ciclos do segundo rotor (alta pressão): Com um gráfico de órbita como esse, o engenheiro pode determinar se a vibração na faixa de frequência operacional é aceitável. Uma demonstração de como isso pode ser feito no Simcenter 3D é mostrada abaixo. Com a resposta harmônica, o engenheiro tem a possibilidade de estudar o comportamento do seu sistema rotativo em uma gama de frequências e velocidades de rotação. Com essa análise, defeitos como desbalanceamento ou desalinhamento podem ser estudados em uma faixa de frequência, e cargas externas podem ser aplicadas em função da frequência. Neste post, apresentamos como o Simcenter 3D Rotor Dynamics pode estudar defeitos de desbalanceamento simultâneos em diferentes rotores girando em velocidades distintas, bem como o desbalanceamento natural que pode ser deduzido de uma geometria deformada (empenamento térmico ou empenamento estático) devido a fatores externos, como cargas aplicadas e temperatura. O Simcenter 3D simplifica todo o fluxo de trabalho, desde a definição da geometria até as ferramentas de pós-processamento, e inclui ferramentas específicas para concluir todas as etapas do processo. Garanta a confiabilidade e o desempenho dos seus sistemas rotativos antes que vibrações e desequilíbrios comprometam seus projetos — fale com a CAEXPERTS. Nossos especialistas podem ajudar você a aplicar simulações avançadas com o Simcenter 3D para identificar falhas, otimizar o comportamento dinâmico e reduzir riscos operacionais. Agende uma reunião e descubra como levar mais segurança e eficiência aos seus sistemas. 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Introdução No âmbito da mobilidade elétrica e dos sistemas de armazenamento estacionário de energia elétrica, que estão em rápida evolução, torna-se crucial dispor de modelos de bateria precisos para um projeto de sistema eficaz. Os modelos de bateria podem ser amplamente categorizados em dois tipos: o modelo de circuito equivalente e o modelo eletroquímico. O modelo de circuito equivalente simplifica os complexos processos eletroquímicos que ocorrem dentro de uma bateria, representando-a como um circuito elétrico composto por resistores, capacitores e fontes de tensão. Este modelo oferece uma abordagem prática e direta para simular o comportamento da bateria e é amplamente utilizado em simulações de sistemas (por exemplo, simulação de baterias) e em aplicações em tempo real (por exemplo, sistemas de gerenciamento de baterias em veículos). Por outro lado, o modelo eletroquímico ou modelo P2D (Pseudo-Bidimensional) aprofunda-se nos intrincados processos eletroquímicos que ocorrem dentro de uma bateria. Ele considera os diversos fenômenos físicos e químicos, como difusão de íons de lítio, migração e reações químicas, para fornecer uma representação mais precisa do desempenho da bateria. O modelo eletroquímico leva em conta fatores como cinética dos eletrodos, gradientes de concentração e efeitos da temperatura, tornando-o adequado para análises detalhadas e estudos voltados para pesquisa. Uma breve comparação de ambos os modelos é apresentada na tabela abaixo. Embora o modelo de circuito equivalente ofereça simplicidade e facilidade de implementação, ele pode não capturar todas as nuances do comportamento da bateria, como a deposição de lítio metálico. Por outro lado, o modelo eletroquímico proporciona uma compreensão mais abrangente, mas requer mais recursos computacionais e parâmetros de entrada detalhados. Uma breve comparação entre o modelo de circuito equivalente e o modelo eletroquímico Neste post, o foco é o modelo eletroquímico do Simcenter Amesim. Você descobrirá as principais características deste modelo, que permitem obter informações sobre diferentes comportamentos críticos da bateria, tais como: Processo eletroquímico dentro da célula da bateria Revestimento de lítio Envelhecimento Simulação do processo eletroquímico dentro da bateria A Figura 1 apresenta uma representação esquemática do modelo eletroquímico P2D da bateria. Os materiais ativos são representados como partículas esféricas para cada eletrodo. Cada eletrodo é discretizado em múltiplas camadas, com cada camada contendo uma partícula em contato com o eletrólito. Cada partícula também é discretizada em múltiplas camadas. Essa abordagem permite uma compreensão detalhada do comportamento e das interações de diferentes elementos (por exemplo, materiais ativos, íons de lítio, eletrólito) dentro do sistema da bateria. Ao representar a bateria dessa maneira, o modelo consegue capturar as complexidades dos fenômenos em nível de partícula, contribuindo para uma análise abrangente dos comportamentos internos da bateria, como a concentração de íons de lítio na superfície de diferentes partículas, as quedas de tensão em diferentes elementos da bateria, o potencial médio do ânodo, etc. O Simcenter Amesim também oferece uma versão simplificada do modelo P2D, conhecida como modelo de partícula única com eletrólito (SPMe), que reduz a complexidade computacional ao representar cada eletrodo com uma única partícula. Essa versão é adequada para cenários que exigem análises mais rápidas, mantendo a precisão da simulação. Figura 1: Representação esquemática do modelo eletroquímico da bateria P2D A Figura 2 mostra os resultados da simulação de uma descarga constante com o modelo P2D no Simcenter Amesim para uma célula de bateria NMC/SiC de 5Ah. Os valores dos parâmetros do modelo P2D foram obtidos do trabalho de Chen et al. [2]. Além da tensão da célula, o modelo pode simular vários indicadores internos, incluindo a sobretensão ôhmica e cinética em cada eletrodo, as concentrações de lítio no eletrólito e a sobretensão média de difusão no eletrólito. Figura 2: Resultados da simulação de uma descarga constante com o modelo eletroquímico da bateria P2D Também é possível interconectar múltiplos modelos P2D do Simcenter Amesim para obter uma discretização de primeiro nível da célula. A Figura 3 mostra um exemplo com uma discretização 4×3 para uma célula prismática. Cada nó de discretização possui um modelo P2D acoplado a uma massa térmica para calcular a temperatura local. Os coletores de corrente também são discretizados utilizando resistências. Comparada a uma simulação CFD detalhada com milhares de malhas da célula, essa abordagem ajuda a obter resultados de simulação rápidos e limita o escopo das simulações detalhadas a serem realizadas em um software CFD, como os recursos de projeto de células 3D do Simcenter STAR-CCM+. Figura 3: Exemplo de discretização de células de bateria para estudo térmico local Revestimento de lítio A deposição de lítio metálico ocorre quando o lítio metálico se deposita no eletrodo negativo de uma bateria durante o carregamento inadequado (por exemplo, carregamento rápido em baixa temperatura), levando à redução da eficiência e a riscos de segurança. Como o carregamento rápido é um dos cenários de uso importantes para veículos elétricos e outros sistemas baseados em baterias (por exemplo, eVTOL, sistemas de armazenamento estacionário de baterias), o emprego de técnicas como a estimativa de modelos é crucial para a compreensão e prevenção da deposição de lítio metálico. Com o modelo eletroquímico Simcenter Amesim, você pode acessar facilmente uma variável interna do modelo para detectar o risco de ocorrência de deposição de lítio metálico. Essa variável é a sobretensão líquido-sólido do eletrodo negativo. Durante o carregamento, a deposição de lítio metálico pode ocorrer se a sobretensão líquido-sólido do eletrodo negativo cair abaixo de 0 V. A Figura 4 mostra um exemplo dos resultados das simulações de carregamento CCCV para uma célula de bateria NMC/C de 45 Ah em duas temperaturas diferentes. Os resultados indicam que, próximo ao final do carregamento a 10 °C, há risco de ocorrência de deposição de lítio metálico, pois a sobretensão líquido-sólido do eletrodo negativo cai abaixo de 0 V. Figura 4: Exemplo de resultados de simulação para cargas CCCV em uma célula NMC/C de 45Ah Envelhecimento Com o modelo eletroquímico de baterias Simcenter Amesim, o comportamento de envelhecimento da bateria também pode ser simulado através da modelagem de diferentes mecanismos de envelhecimento que causam perda de capacidade, como o crescimento da camada SEI e a deposição de lítio. A Figura 5 apresenta um exemplo de simulação da perda de capacidade devido à deposição de lítio em uma célula NMC/C de alta energia em duas temperaturas diferentes. Figura 5: Exemplo de resultados de simulação para perda de capacidade devido à deposição de lítio em duas temperaturas diferentes Referências 1. Astaneh, M.; Andric, J.; Löfdahl, L.; Maggiolo, D.; Stopp, P.; Moghaddam, M.; Chapuis, M.; Ström, H. Metodologia de otimização de calibração para modelo de pacote de baterias de íon-lítio para veículos elétricos em aplicações de mineração. Energies 2020 , 13, 3532. 2. C.-H. Chen, FB Planella, K. O'Regan, D. Gastol, WD Widanage e E. Kendrick, “Desenvolvimento de técnicas experimentais para parametrização de modelos de baterias de íon-lítio multiescala”, J. Electrochem. Soc., vol. 167, nº 8, p. 080534, jan. 2020 3. Demonstração “Comparação de modelos de baterias eletroquímicas NMC-SiC pseudo-bidimensionais (P2D)”, Simcenter Amesim Help, V2410, 2024 4. Demonstração “Estratégias de carregamento baseadas na sobretensão do eletrodo negativo – Detecção de deposição de lítio”, Simcenter Amesim Help, V2410, 2024 5. Demonstração “Modelagem de revestimento de lítio”, Ajuda do Simcenter Amesim, V2410, 2024 Garanta decisões mais precisas no desenvolvimento de baterias com o suporte de especialistas. Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar modelos eletroquímicos avançados no Simcenter Amesim para otimizar desempenho, segurança e vida útil dos seus sistemas. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

As turbomáquinas representam um dos campos mais desafiadores e sofisticados da engenharia moderna. Seu desenvolvimento exige a operação em condições extremas de temperatura, pressão e velocidade, o que impõe requisitos rigorosos aos materiais, ao projeto mecânico e à confiabilidade operacional. Atualmente, motores a jato e outras turbinas operam em temperaturas superiores a 1.500 °C e sob níveis de pressão severos, em regimes que ultrapassam os limites convencionais da maioria dos materiais. Ainda assim, esses sistemas precisam manter elevada eficiência, integridade estrutural e baixo peso, especialmente em aplicações aeronáuticas. Nesse contexto, o avanço das turbomáquinas depende diretamente da capacidade de compreender, prever e controlar o comportamento de seus componentes e fenômenos de operação por meio de ensaios experimentais, simulações rigorosas e da construção contínua de conhecimento ao longo do tempo. Diversas disciplinas da engenharia precisam trabalhar juntas para criar uma turbina a gás Em outras palavras, a inteligência artificial precisa de bons dados de entrada. A diferença é que a IA moderna consegue processar mais dados, aprender mais rapidamente com eles e aplicar essas lições em uma escala sem precedentes, moldando o futuro das turbomáquinas de maneiras que estamos apenas começando a compreender.   Os obstáculos que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) enfrentam em um mundo em constante mudança. O futuro das turbomáquinas depende do equilíbrio entre múltiplos desafios de engenharia; todos devem ser otimizados simultaneamente Os fabricantes e fornecedores de turbomáquinas de hoje enfrentam um desafio ambicioso: projetar e produzir motores mais flexíveis, mais potentes, maiores, com lançamento mais rápido, mais sustentáveis, mais silenciosos, mais leves e com refrigeração otimizada. Otimizar um atributo muitas vezes significa fazer concessões em outro, exigindo ferramentas sofisticadas e conhecimento especializado para alcançar o equilíbrio perfeito. Esse equilíbrio definirá o futuro do desenvolvimento de turbomáquinas. Além disso, fluxos de trabalho desconectados entre o projeto e a manufatura criam um problema. Eles interrompem a cadeia de conhecimento que deveria fluir do projeto para a produção. Quando uma equipe de projeto em um local usa ferramentas e padrões de dados diferentes da equipe de manufatura em outro, informações sobre desempenho se perdem na tradução. Isso pode levar a ineficiências, retrabalho e atrasos dispendiosos, incluindo atrasos no lançamento de projetos, devido à falta de um fluxo contínuo de informações. Tempo de inatividade não planejado pode resultar em altos custos para todos os envolvidos. Estimar com precisão o desempenho térmico detalhado de subsistemas, especialmente de componentes críticos como pás e palhetas de turbina refrigeradas, exige o gerenciamento de uma complexa convergência de CAD, aerodinâmica, integridade mecânica e aeromecânica. Cada uma dessas disciplinas traz seus próprios desafios, melhores práticas e a necessidade de ultrapassar os limites por meio de pesquisa para criar o melhor motor possível. Plano da Siemens para inovação acelerada e o futuro das turbomáquinas Na Siemens, considera-se que a superação desses desafios reside em uma abordagem holística que integra tecnologia de ponta a fluxos de trabalho inteligentes. A resposta proposta é a engenharia de desempenho integrada e impulsionada por IA, uma convergência robusta capaz de acelerar drasticamente os ciclos de inovação, ao mesmo tempo que preserva a experiência acumulada ao longo da história da engenharia. O chamado fio digital é frequentemente apontado como a pedra angular do futuro da engenharia de turbomáquinas. O futuro das turbomáquinas depende de uma integração digital contínua, desde a concepção até a fabricação A informação integrada ao longo de todo o ciclo de vida do produto, desde a concepção até a fabricação, significa conectar a cadeia CAE-CAD-CAM, reduzindo drasticamente os ciclos de produção e fomentando um ambiente verdadeiramente colaborativo. Mas, fundamentalmente, significa criar uma única fonte de verdade para todos os dados relevantes: a intenção do projeto, os resultados da simulação, as tolerâncias de fabricação, as variações da produção e, em última instância, o desempenho no mundo real. Adota-se uma abordagem abrangente na qual diversas disciplinas da engenharia convergem — aerodinâmica, estruturas, termodinâmica, acústica e ciência dos materiais —, permitindo melhorias holísticas. Garante-se que cada decisão de projeto seja tomada com uma compreensão completa de seu impacto em todos os domínios. Ao se ajustar a geometria de uma pá, é necessário compreender imediatamente não apenas os benefícios aerodinâmicos, mas também as implicações estruturais, as consequências térmicas e a viabilidade de fabricação. Para isso, exige-se que todos os dados relevantes estejam atualizados, precisos e imediatamente disponíveis. Simulações de interação de turbinas a combustão Acabou a era das ferramentas isoladas e dos fluxos de trabalho fragmentados. Esse ambiente harmonizado conecta as ferramentas, permitindo a automação e a exploração de análises em grande escala. Quando as ferramentas estão desconectadas, os dados são traduzidos e reinseridos várias vezes, introduzindo erros e reduzindo a fidelidade das informações que fluem pelo sistema. Ferramentas unificadas preservam a integridade dos dados. Eficácia do resfriamento por película usando simulações de grandes vórtices Capacitam-se engenheiros com simulações rápidas e precisas, democratizando recursos avançados de simulação que conduzem a insights de engenharia acelerados e ao desenvolvimento contínuo de peças e montagens. A velocidade é importante, mas a precisão é o que realmente importa. Uma simulação rápida baseada em dados de entrada de baixa qualidade pode induzir a interpretações equivocadas. Por isso, busca-se garantir que as simulações executadas sejam rápidas e confiáveis, fundamentadas em modelos validados e em dados de entrada de alta qualidade. Ao combinar testes virtuais e físicos, constroem-se evidências robustas de conformidade. As simulações complementam os testes, mas não os substituem. Os dados obtidos em testes físicos validam as simulações, enquanto simulações validadas permitem explorar projetos que, de outra forma, exigiriam ensaios físicos. Dessa forma, estabelece-se um ciclo virtuoso de modelos progressivamente mais precisos e decisões cada vez mais confiáveis. Simulações de colisões com pássaros treinadas por IA de Física e uma plataforma de testes para certificação e verificação de motores Por meio do Siemens Xcelerator, a manufatura é transformada com um fio digital baseado em IA que cria uma conexão completa de ponta a ponta entre domínios, do projeto à fabricação. Isso abrange o projeto CAD e a otimização multifísica (ruído, vibração, força, fluido, pressão, temperatura) por meio da programação CAM, gerenciamento de dados, planejamento, usinagem CNC e inspeção. Bombas de engrenagem com topologia otimizada, impressão 3D e simulações CNC exemplificam o futuro das turbomáquinas: 80% mais rápidas quando treinadas por IA O poder transformador da IA ​​e do aprendizado de máquina, baseado em dados sólidos Um modelo de aprendizado de máquina capaz de prever a vida útil por fadiga das pás de turbinas o faz com base em treinamento realizado a partir de dados históricos sobre materiais das pás, condições de operação, modos de falha e resultados observados. Quanto melhor a qualidade desses dados, mais precisas tendem a ser as previsões e maior se torna a confiabilidade na definição dos rumos futuros das turbomáquinas. Combina-se o poder da IA ​​com simulação para oferecer melhor desempenho mais rapidamente. A exploração de projetos com IA permite a otimização automatizada e inteligente, ajudando os engenheiros a descobrir os melhores projetos em cada etapa. Inteligência artificial (IA) da física treinada em desvios comuns de fabricação e simulações de defeitos operacionais Utiliza-se modelos substitutos para análises complexas, como a análise de fluência por elementos finitos em 3D, proporcionando alta precisão ao prever locais e valores críticos e acelerando significativamente esses processos demorados. Esses modelos substitutos são treinados com dados de simulação de alta fidelidade; essencialmente, eles aprendem os padrões que simulações físicas detalhadas capturariam. Mas, novamente, sua precisão depende inteiramente da qualidade dos dados de treinamento. Líderes do setor estão aproveitando todas as oportunidades de reutilização de dados, adotando a IA de forma acelerada por meio de simulação com gerenciamento de configuração. A Siemens Energy , por exemplo, utiliza o simulador preditor de IA HEEDS para agilizar a integração de processos CAD e CAE em diversas disciplinas de engenharia. Otimização de projetos multidisciplinares acelerada por previsões de IA Pronto para enfrentar os desafios mais complexos no desenvolvimento de turbomáquinas com mais eficiência, integração e inovação? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como nossas soluções em simulação, engenharia integrada e transformação digital, como o Simcenter 3D e o Simcenter STAR-CCM+ , podem acelerar seus projetos, reduzir riscos e levar seus resultados a um novo patamar. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br